CAN是控制器局域網絡（ControllerAreaNetwork，CAN）的簡稱，是由德國BOSCH公司開發(fā)的，并最終成為國際標準（ISO11898），在國際上應用最廣泛。但是隨著汽車應用的發(fā)展，汽車中總線通訊的數據量越來越大，例如電動汽車上，汽車內部出現更多的輔助系統(tǒng)和人機交互系統(tǒng)，傳統(tǒng)的CAN總線在傳輸速率和帶寬方面顯得越來越力不從心，CAN-FD技術隨之出現。
CAN FD和CAN主要的區(qū)別有兩點：第一，可變速率，CAN-FD采用了兩種位速率，從控制場中的BRS位到ACK場之前（含CRC分界符）為可變速率，其余部分為原CAN總線用的速率。兩種速率各有一套位時間定義寄存器，它們除了采用不同的位時間單位TQ外，位時間各段的分配比例也可不同；第二，新的數據場長度，CAN-FD對數據場的長度作了很大的擴充，DLC最大支持64個字節(jié)，在DLC小于等于8時與原CAN總線是一樣的，大于8時有一個非線性的增長，所以最大的數據場長度可達64字節(jié)。
德州儀器（TI）接口產品部門產品線經理Charles (Chuck) Sanna
基于CAN FD的技術優(yōu)勢，越來越多汽車開始采用這項技術，但是由于原來的車用MCU都支持CAN，從CAN升級到CAN FD比較復雜。TI的新款汽車系統(tǒng)基礎芯片（SBC）TCAN4550-Q1有望簡化升級的難度。據德州儀器（TI）接口產品部門產品線經理Charles (Chuck) Sanna介紹，“該芯片集成了使用靈活數據速率控制器局域網（CAN FD）的控制器和收發(fā)器，旨在滿足車載網絡對高帶寬和數據速率靈活性的需求。它采用了幾乎所有微控制器的串行外圍接口（SPI）總線來部署CAN FD接口或提高系統(tǒng)中CAN FD總線端口的數量，同時最少量地對硬件進行改動。”
升級CAN FD的兩大優(yōu)勢
傳統(tǒng)的MCU不支持CAN FD，有的內置CAN，有的沒有，如果廠商要從CAN升級到CAN FD只能自行搭建外圍電路，設計流程比較復雜。而TCAN4550-Q1集成了CAN FD控制器和收發(fā)器額系統(tǒng)基礎芯片（SBC），外圍設計比較簡單。
當然，站在MCU廠商的角度也可以考慮將CAN升級為CAN FD，但是這個過程比較復雜。Charles (Chuck) Sanna認為，“這設計到芯片的IP，MCU廠商首先面對的是IP，不是只把CAN 升級到CAN FD，MCU需要做很多事情，還要做認證，因此需要幾年時間，周期很長。采用我們的芯片，在不增加MCU資源的情況下，通過SPI接口加入系統(tǒng)中，從系統(tǒng)成本角度來講是非常低，從時間上講只需要增加接口，不需要動原來的接口。”
傳統(tǒng)的汽車中一般需要20個CAN，而新能源汽車是傳統(tǒng)汽車的兩倍，由于CAN FD的性能更高，這就意味著從CAN到CAN FD的升級需求潛力巨大，因此汽車廠商需要擴展CAN FD的數量。從上圖可以看出，在擴展的過程中，TCAN4550-Q1由于集成了CAN FD，只需要通過SPI就可以實現從CAN 到CAN FD的升級，如果MCU帶有CAN，只需要通過TCAN 104x就可以完成升級。
Charles (Chuck) Sanna解釋，“這兩條線速度不產生干擾，軟件和架構也不受到影響，唯一要做的是通過我們的芯片將CAN升級功能CAN FD，也不需要工程師增加軟件資源。”
CAN FD向下兼容CAN
在汽車通訊中，涉及很多網絡節(jié)點，不是所有客戶都需要從CAN升級到CAN FD，也不是一輛車中所有CAN都需要升級到CAN FD，那么就可能出現兩者共存的情況，這時候會出現什么問題？
Charles (Chuck) Sanna表示，“從模組角度看，CAN FD可以兼容CAN，但是CAN無法兼容CAN FD，從汽車的角度分析，CAN和CAN FD也可以協(xié)同工作，當然用戶選擇哪種技術還要看具體需求。”
從技術角度分析，Charles (Chuck) Sanna表示，“這一方案具有更小的電源設計占用空間，憑借集成式125 mA低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器，TCAN4550-Q1可以為自己供電，此外，還能夠為傳感器或其它組件供應70 mA的外部輸出。由于減少了對外部電源組件的需要，電源設計所占的空間也因此變小。另外，降低功耗，TCAN4550-Q1可幫助設計師藉由喚醒和休眠功能降低待機時的系統(tǒng)功耗。提高最大數據傳輸率：全新SBC支持汽車在組裝期間能夠基于8 Mbps最高數據傳輸率來更快速地編寫汽車軟件程序，超越了CAN FD協(xié)議的5 Mbps最高數據傳輸率。 ”