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不断成长的CAN市场

作者:Holger Zeltwanger,Monika Mack2007.07.05阅读 1793

  20世纪90年代以后,CAN网络就开始用到汽车上了。现在的一些高端汽车配备了60个以上的ECU(Electronic Control Unit控制工程网版权所有,电子控制单元),这些ECU连到5个或更多的CAN网络上。CAN协议是在1986年,由博世公司在底特律发布的。1992年,CAN正式成为了一个国际标准,即ISO 11898-1,在2003年进行了重新审核。目前,有超过50家的半导体制造商的产品支持CAN协议。同时,协议的稳定意味着各公司生产的CAN控制器可以互相兼容。为保持与CAN标准的兼容,需要采用一致性测试工具,因此CAN一致性测试计划也成了一个国际标准(ISO 16845)。

在乘用车上应用CAN

  汽车制造商正在全力进行系统集成,力争减少ECU的数量以降低成本,他们的策略一般是增加ECU的功能,因此就需要采用32位的MCU,甚至那些功能相对简单的ECU也采用了16位MCU。随着带有CAN接口的32位和16位MCU的价格不断下降,所有的CAN用户无疑都将因此而受益,特别是那些小批量购买的用户。

  可以通过下面的简单计算对CAN市场有个初步了解。最重要的CAN是市场是汽车行业

,通过很多市场研究报告,我们知道2005年大约售出了5000万辆乘用车。假设这些车中有60%装备了CAN网络,平均每辆车安装了10个CAN节点CONTROL ENGINEERING China版权所有,那么总共就需要3亿个CAN控制器,这还只是汽车行业所用的数量,而且还是保守的估计。我们还没有算上卡车、大客车等其他种类的车辆。因此,还要加上其他市场使用的CAN的数量。2006年,CAN控制器的销量预计有5亿个。

  CAN技术还没有发展到顶峰。即使在汽车行业,我们也会发现许多新的挑战。ACC(先进巡航控制)、EPB(电机械停车刹车)、EAS(电动空气压缩),以及BSD(盲点探测),这些新功能都需要用到CAN通信功能。当然,汽车中也会用到其他通信系统,如LIN总线。LIN主从总线系统在连接功能简单的单元时的效率比CAN要高。然而,LIN通信的可靠性却比不上CAN。时间触发网络,如FlexRay,已经在一些汽车上获得了应用,某些宝马汽车就用到了5个FlexRay节点。

  FlexRay可以用在CAN无法满足要求的地方。然而,FlexRay的成本要远远高于CAN。因此,在乘用车的嵌入式控制网络上,CAN在未来的10年内仍将占据主导地位。

趋势及前景

  由于价格的原因,许多ECU仍然采用8位的MCU。要完成确定的功能,需要通过CAN网络连接几个8位ECU。然而,这种情况已经有所改变,特别是在传动系统中,所有的ECU已经改用16位MCU了。其他需要改进的地方包括:具有更多的软件和更多的标准接口,而且还需要更强的计算能力。ECU的数量不断减少,使系统复杂度不会增加。

  BMW的5系列汽车最多采用了95个ECU,每个ECU至少含有1个MCU。采用更集成的架构和使用更多的芯片将会简化整个系统,还能大幅减少嵌入式处理器的数量。这将会降低集成成本,提高可靠性。这就是下一代传动系统将使用32位MCU和集成DSP功能的原因,对于其他车内网络来说,也是如此。在车身用电子器件中,ECU的功能不断增加,因此需要比8位MCU更多的处理能力。

DSP的使用

  在音视频应用中,DSP的使用是非常广的。在汽车电子中,DSP被用在信息娱乐系统中。一些信息娱乐设备会连到CAN网络,接收来自其他ECU的数据。应用DSP的另一个例子是人机界面,对于汽车,就是仪表盘。

  在一些汽车中,仪表盘的作用就象是车内网络的中央网关。因此,用在仪表盘中的处理器需要不只一个片上的CAN模块。

  传动系统中的ECU也需要带有CAN接口的DSP。到目前为止,第一个实现传动和高级安全功能的ECU就是基于DSP的。价格也是一个关键因素www.cechina.cn,DSP的成本在下降。但是,并不是所有的DSP都有汽车所需的外设,如片上CAN接口。有些DSP带有集成的CAN模块,但大多数DSP都没有。因此一些芯片制造商为具有CAN接口的32位MCU增加DSP功能CONTROL ENGINEERING China版权所有,英飞凌公司的Tricore系列和飞思卡尔半导体的Coldfire系列MCU是两个典型例子。

更多的闪存

  更复杂的ECU需要更多的软件,更多的软件需要更多的存储器。更大的应用程序常常需要在使用前进行最后的升级,因此对闪存的需求是非常多的。有些ECU可能很快就需要1MB的Flash存储器CONTROL ENGINEERING China版权所有,甚至有可能需要4MB的闪存,特别是电子稳定性控制和自适应巡航控制需要更大的存储器。有些厂商已经适时推出了带有大容量闪存的MCU。

  另一个发展趋势是,MCU提供不止一个CAN模块。32位的MCU可以执行不同的工作,并有可能连到CAN传动系统,以及其他车内CAN网络上,这些固有的网关功能被越来越多地采用。典型的例子是用于电子稳

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