I.Background della nuova rete di comunicazione per veicoli energetici
Con il rapido sviluppo di nuovi veicoli energetici, l'intelligenza e l'automazione dei veicoli migliorano costantemente, il che rende sempre più critiche la comunicazione tra le unità di controllo elettronico (ECU) nel veicolo. La rete di comunicazione è come il 'Sistema nervoso' dei nuovi veicoli energetici, responsabile della trasmissione di varie istruzioni di controllo e informazioni sui dati per garantire il lavoro coordinato di vari sistemi di veicoli.
Nei nuovi veicoli energetici, il sistema di gestione delle batterie (BMS) deve comunicare in tempo reale con il controller del motore (MCU), unità di controllo del veicolo (VCU), ecc. Per ottenere un monitoraggio accurato dello stato della batteria e un controllo efficiente del motore, garantendo così la gamma del veicolo e le prestazioni di alimentazione.
Ii.introduction to latt e can fd
1 、 può definire e sviluppo
La rete di area CAN, o controller, è uno dei bus di campo più utilizzati al mondo. È stato originariamente sviluppato da Bosch di Germania per i sistemi di controllo elettronico automobilistico. Dalla sua versione, CAN è diventato gradualmente il bus standard per i sistemi di controllo informatico automobilistico e le LAN di controllo industriali incorporate a causa della sua elevata affidabilità, prestazioni in tempo reale e forti capacità anti-interferenza. Nelle prime auto, il bus CAN è stato utilizzato principalmente per collegare alcuni moduli di controllo elettronico di base, come unità di controllo del motore, unità di controllo della trasmissione, ecc., Per ottenere l'interazione dei dati e il lavoro collaborativo tra questi moduli.
2 、 può definizione e sviluppo FD
Può FD (lattina con dati flessibili) significa CAN con velocità variabile, che è una versione migliorata del bus CAN. Ha avviato lo sviluppo del protocollo nel 2011 ed è stato incluso nello standard ISO11898 - 1 nel 2015. FD può ottimizzare ed espandere la velocità di trasmissione dei dati e il formato del frame di dati mantenendo le caratteristiche di base della CAN.
Con lo sviluppo dell'intelligenza e del networking automobilistiche, i requisiti per le reti di comunicazione in veicolo stanno diventando sempre più alte. Può FD è stato in grado di soddisfare le esigenze di applicazioni emergenti come i sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) e il veicolo a tutti (V2X) per la trasmissione di dati ad alta velocità e di grandi dimensioni.
III (1). Vantaggi del core di confronto
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Descrizione del progetto
POTERE
1. Forte forti prestazioni in tempo reale Tecnologia di arbitrato non distruttivo: quando più nodi inviano dati al bus contemporaneamente, il nodo con alta priorità viene inviato per primo, garantendo che il frame di controllo ad alta priorità possa essere trasmesso in tempo, con forti prestazioni in tempo reale.
2. Elevata affidabilità, nodo multi-master: CAN ha un potente meccanismo di rilevamento e recupero degli errori, incluso il controllo CRC, controllo del frame, controllo di risposta, ecc. Durante il processo di trasmissione dei dati, una volta rilevato un errore, il nodo si accende automaticamente i dati per garantire l'affidabilità della comunicazione. Ogni nodo nella rete può inviare e ricevere attivamente dati, con alta flessibilità.
Può fd
1. Carico di frame di grandi dimensioni Il carico di dati singolo frame viene esteso da 8 byte di CAN a 64 byte, il che significa che il numero di frame richiesti per Can FD è notevolmente ridotto quando la stessa quantità di dati viene trasmessa, riducendo così il carico del bus e migliorando l'efficienza della comunicazione.
2. Rate di dati più elevata Il tasso di CAN FD è variabile, la velocità di bit arbitrato può raggiungere fino a 1 Mbps (la stessa di Can) e la velocità di bit di dati può raggiungere fino a 8 Mbps. È completamente compatibile con CAN standard e nodi CAN standard e i nodi FD possono coesistere nella stessa rete.
III (2). Carenze di contrasto
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Descrizione del progetto
POTERE
1. Limitazione della velocità dei dati La velocità massima dei dati è limitata a 1 Mbps. Di fronte ad alcuni scenari di applicazione con requisiti di velocità di trasmissione di dati estremamente elevati, come la trasmissione dei dati delle immagini della telecamera ad alta definizione, l'elaborazione in tempo reale di una grande quantità di dati di sensori nella guida autonoma, ecc.
2. Limitazione del carico del frame Il payload di ciascun frame di dati è solo 8 byte al massimo. Quando è necessario trasmettere una grande quantità di dati, la trasmissione del frame deve essere eseguita frequentemente. Nel sistema multimediale di nuovi veicoli energetici, se si deve trasmettere un file musicale di alta qualità, a causa del carico limitato in telaio, deve essere diviso in un gran numero di piccoli frame per la trasmissione, che non solo aumenta il tempo di trasmissione, ma può anche causare perdita di pacchetti e errori durante la trasmissione dei dati
Può fd
1. Complessità, che richiede supporto hardware aggiornato. Maggiore è la velocità di trasmissione, maggiori sono i requisiti per lo strato fisico. Ad esempio, al fine di ottenere trasmissione di dati ad alta velocità, ricetrasmettitori a più velocità, migliori cavi di trasmissione e circuiti di elaborazione del segnale più complessi, che aumentano la difficoltà e il costo della progettazione e dell'implementazione hardware.
2. Gestione complessa del carico di rete ad alte velocità di dati, gestione del carico del bus e gestione degli errori sono più complessi. A causa dell'elevata velocità di trasmissione dei dati, una volta che si verifica un errore, può essere persa una grande quantità di dati o possono verificarsi errori, che richiedono più complessi.
IV. Confronto dello scenario dell'applicazione
01 Scenari di applicazione
02 CAN SCENIRI APPLICAZIONE
Il telaio e il sistema di alimentazione dei nuovi veicoli energetici
Campo di automazione industriale
Sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS)
AI
Il sistema di frenata
Veicolo-To-Everything (V2X)
Controller del motore
Requisiti di comunicazione ad alta larghezza di banda e volume ad alto volume
Sistema di gestione della batteria
V. Suggerimenti di selezione
(1) Quando si sceglie tra CAN e CAN FD, è necessario considerare i requisiti specifici dell'applicazione e i vincoli di sistema.
(2) Per alcuni sistemi elettronici automobilistici tradizionali che sono sensibili ai costi e hanno bassi requisiti di trasmissione dei dati, CAN è ancora una scelta economica e pratica.
(3) Per le applicazioni emergenti di auto intelligenti che hanno requisiti rigorosi sulla velocità di trasmissione dei dati e sul volume dei dati, FD può soddisfare meglio le loro esigenze di sviluppo.
(4) Basato su diversi moduli funzionali e requisiti di comunicazione, CAN e FD può essere utilizzato contemporaneamente nello stesso veicolo per creare una rete di comunicazione efficiente e flessibile.
VI (1). Problemi hardware comuni di interfaccia
Categoria
Fenomeno e descrizione
Problemi di hardware
Short Circuito del bus: una connessione anormale tra CAN_H e CAN_L porta a distorsione o perdita del segnale. Ciò può essere causato dall'usura di linea, danni all'isolamento, ecc., Che fa sì che le linee si contattano a vicenda o che gli oggetti esterni si stringono o perforano le linee.
Problema di resistenza al terminale: la resistenza terminale di 120 ohm deve essere installata ad entrambe le estremità del bus CAN per garantire l'integrità del segnale. Il resistore è danneggiato, non installato o installato in modo improprio.
Fallimento del connettore: scarso contatto, corrosione o danno al connettore causerà trasmissione del segnale instabile o interrotta. Usura dopo uso a lungo termine, allentamento causato da vibrazioni, corrosione causata da un ambiente umido, ecc. Sono cause comuni.
Problema di messa a terra: la scarsa messa a terra può introdurre interferenze elettromagnetiche, influire sulla qualità della trasmissione del segnale e causare errori o perdite di dati.
Problema di alimentazione: alimentazione instabile, tensione insufficiente o fluttuazione di tensione eccessiva, che influenza il normale funzionamento dei dispositivi del bus CAN.
VI (2). Problemi comuni di comunicazione e protocollo dell'interfaccia CAN
Categoria
Fenomeno e descrizione
Problemi di comunicazione e protocollo
Attenuazione del segnale: se la lunghezza del bus è troppo lunga e supera lo standard (di solito 40 metri) o la qualità della linea è scarsa e ci sono troppi rami, il segnale verrà attenuato, con conseguente errori di trasmissione dei dati o instabilità.
Conflitto di dati: ci sono troppi nodi sul bus e è probabile che si verifichino conflitti quando più nodi inviano dati contemporaneamente, con conseguente errore o errore di trasmissione dei dati.
Tassi di baud di comunicazione diversi: diversi nodi utilizzano tassi di baud di comunicazione diversi, il che porterà a errori di trasmissione della comunicazione o di trasmissione dei dati.
Errore di protocollo: i dati inviati dal nodo non rispettano le specifiche del protocollo CAN, come errore del formato del frame, errore di lunghezza dei dati, ecc., Che causerà la scarto o interpretato dal pacchetto di dati.
VI (3). Problemi ambientali comuni relativi all'interfaccia CAN
Categoria
Fenomeno e descrizione
Problemi ambientali
Interferenza elettromagnetica: campi elettromagnetici esterni, come interferenze da motori vicini, trasformatori, apparecchiature radio, ecc.
Effetti di temperatura: temperature eccessivamente alte o basse possono causare il degrado dei componenti elettronici nei parametri delle prestazioni e della modifica, con conseguente funzionamento instabile delle apparecchiature e influire sulla comunicazione del bus CAN.
Umidità e vibrazione: l'eccessiva umidità può causare corrosione e corto circuiti dell'attrezzatura; Le vibrazioni possono allentare i connettori e le linee di rottura, portando a guasti alla comunicazione.
VII.CAN SOLUZIONE BUS
NOTA: induttore di soppressione della modalità comune CML4532-510T. Grande volume delle spedizioni, prestazioni ad alto costo.