NESY047A January   2023  – March 2024

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   簡介
  4.   乙太網路
  5.   FPD-Link 技術
  6.   CAN 匯流排
  7.   PCIe 技術
  8.   結論
  9.   參考

CAN 匯流排

CAN 通訊在 80 年代由 Robert Bosch GmbH 開發,自此之後已有大幅度演進。多點網路通訊協定大幅減少車輛所需的纜線配線,同時也能實現將匯流排存取權限授予匯流排上最高優先順序節點的仲裁通訊系統。CAN 通訊協定和實體層在 90 年代初期原本針對最高 1 Mbps 資料傳輸速率進行標準化。現在 CAN 通訊已進化至最高 10 Mbps 速度,以縮小 90 年代經典 CAN 與低速汽車乙太網路 (如 10Base-T) 間的差距。

CAN 為多指令序列匯流排,意即單一指令節點無法控制個別節點何時可讀取和寫入 CAN 匯流排。每個訊框都含有一個識別符,以建立 CAN 訊息的優先順序。如果多個節點同時嘗試傳送至 CAN 匯流排,優先順序最高 (或仲裁 ID 最低) 的節點將會取得匯流排控制權。CAN 通訊在嚴苛環境下十分可靠,讓 ECU 只需透過一對纜線即可進行通訊。

80 年代 CAN 剛開發時,車輛內的 ECU 數量相對較少。現在客車可容納 100 個以上 ECU,控制功能涵蓋基本動力轉向到座椅按摩器與方向盤加熱器等豪華功能。隨著 ECU 增加及客車對更先進安全功能的需求,CAN 通訊也有所發展。

表 1 列出更多 CAN 通訊網路相關資訊,其中包括 CAN FD Light、CAN 訊號改善功能 (SIC) 與 CAN Extra Long (XL) 等新標準。如需進一步了解 CAN,請參閱控制器區域網路 (CAN) 簡介

表 1 CAN 演進過程。
協定 位元率 標準 說明
CAN XL 10 Mbps + CiA 610-1 CAN XL 可將最大酬載增加至 2 kB 以實現更高位元率,進而縮小 CAN 與低速乙太網路間的差距
CAN FD SIC < 8 Mbps CiA 601-4 訊號改善功能可減少顯性轉隱性邊緣的振鈴,以實現更複雜的拓撲
CAN FD Light ≤ 5 Mbps CiA 604-1 雙線指令回應器架構,且具 CAN FD 實體層的強固性
CAN FD < 5 Mbps ISO 11898 靈活的資料速率將最大酬載自 64 位元組增加,以實現更高位元率
控制器區域網路 ≤ 1 Mbps ISO 11898 雙線多指令序列匯流排,最大有效酬載爲 8 位元組
區域互連網路 (LIN) 1 – 20 kbps ISO 17987 單線指令回應器架構