接上篇5 从 CAN 迁移到 CAN-FD引入 CAN-FD 不会影响目前使用的诸如 LIN 和 MOST 等汽车网络。要想把 CAN-FD 引入现有的 CAN 网络，需要 有适当的迁移路径。这是因为， CAN-FD 兼容性节点除了能 接受 CAN-FD帧外，也能接受当前的 CAN 帧，而不会出现 任何错误。但是，如果存在 CAN-FD 帧，常规 CAN 节点会 在网络上生成错误帧。OEM 可以通过几种措施来减轻迁移 至真正 CAN-FD 网络所需完成的工作量。典型方案：• 网络中部署的新 ECU 必须能够兼容 CAN-FD，同时还 必须能采用当前的 CAN 通信帧格式进行操作。• 微控制器必须能够兼容 CAN-FD。• 升级软件时，仅集成对上层软件没什么影响或影响极 小的 CAN 驱动软件。• 借助软件更新，引入 CAN-FD 帧格式，从而达到更高 的数据速率。• 通过限制载荷不超过 8 字节，可以限制仅 CAN 驱动器能够进行软件更改。• 在 Bosch（博世公司）开展的一系列试验已证实，当 前的收发器可以帮助达到 2.5Mbps 的平均数据速率[2]。• 在 CAN-FD 操作期间使用“局部网络”。现有 CAN网 络的收发器保持被动断开或关闭状态。您可以采用以下措施 来实现一个真正的 CAN-FD 兼容网络：更新软件，使其支持 高达 64字节的载荷大小，从而实现高带宽利用率；或者，使用兼容 CAN-FD 的收发器来达到更高的数据速率。6 总结• CAN-FD 在保持与现有 CAN 网络相当的成本的基础 上，大大提升了吞吐量。CAN-FD 能够提供额外的带宽和很 高的速率。这有助于减少网络中节点的数目。• CAN-FD 通过改进的 CRC 多项式，维持与现有 CAN一样的可靠性。7 车载以太网2008 年， BMW（宝马公司）成了首个在汽车车头的车 载诊断系统 (OBD) 中使用以太网的 OEM 。使用以太网作为车载网络有诸多优势：• 支持以太网的器件的量产大幅降低了成本；• 对安全性、功能和性能没有任何负面影响的带宽可扩 展性；• 适用汽车内外的各种连接选件；• 通过变压器耦合实现电流隔离。BMW 只是在车库维修服务站使用以太网，并没有用在 汽车的数据总线上。还从未看到使用以太网作为核心车载数 据总线的情况。最近的两项发展推动了以太网的崛起：• 最近发布的 MOST150 标准也集成了以太网通道；• 能够通过非屏蔽双绞线以高达 100mbps 的速度发送 数据的低成本、高速度 PHY（物理接口集成电路）的发展 Bosch 预测，在不久的将来，以太网可能会成为事实上的电气/电子设备主干。8 以太网使用案例8.1  信息娱乐系统目前的信息娱乐系统还主要是专属系统，不可扩展。 车载以太网将会解决这个问题，最先得到证实的使用案例就 是音频/视频数据的传输。为了改善以太网异步数据传输的确定性行为，  IEEE发布了以太网AVB 协议（ IEEE 802.1 AS、 QAT、 QAV 和 BA）。以太网 AVB针对音频和视频数据的同步传输定义了 一种机制，以确保低延迟。为了实现 AVB，以太网 MAC 外围器件必须带有以下专 有功能：• 以太网数据包的时间标记；• 区分各种 IEEE1588 消息的能力；• 支持特定  IEEE1588 消息的硬件时间标记以实现高准 确性；• 准确度可以达到十亿分之一秒的高分辨率定时器；• 基于信用的流量整形器；• 在 AVB 网络上，基于信用的流量整形对任何传输都是 强制性的；• 考虑到数据包的高传输速率（ A 类网络中每 125微秒一次），在软件中对每个数据包整形将会给 CPU。带来很大的负担。在硬件中实现的流量整形器可以大 大降低 CPU 负担。实时音频/视频数据的实际传输是通过 IEEE P1722 数据包处理的（图9，82页)。8.2  先进的驾驶员辅助系统以太网能够集成信息娱乐、远程信息处理以及先进的 驾驶员辅助系统 (ADAS) 等功能，例如，全景影像泊车和车 道偏离警告。当前的 LVDS（低电压差分信号）单摄像头系 统将逐渐发展为带有多个高分辨率摄像头的各式应用。来自 这些摄像头、雷达和定位服务的影像将合并在一起，最终构 成行车周边的鸟瞰视图。要想传输来自多个源而且如此大量 的数据，可扩展的以太网绝对是最佳选择。ISO17215 以太 网标准当前正在开发中。它将规范应用于车载摄像头系统与 驾驶员辅助功能的通信协议。8.3  节能以太网  (EEE)IEEE802.3az 是一种节能以太网 (EEE)。它引入了省电 模式和唤醒功能，以便在设备不使用时节省电能。它还能在数据活动较少时降低功耗。以太网 MAC 支持 EEE 功能。8.4  电动汽车充电站  - 智能充电ISO15118 是一个汽车到电网通信标准。它描述了与充 电站建立连接的机制、证书鉴定、数据交换计量、充电状态/档案以及支付形式。使用以太网后，就不再需要使用任何网关 ECU 来与充电站进行通信。8.5  诊断在逐渐向使用以太网进行诊断的发展过程中，经历了 多个标准。以太网是最适合诊断的一种方式，因为它能轻松 连接到 PC或笔记本上安装的工具。相关的标准有 ISO/PAS27145 和ISO13400。8.6  联网汽车智能电话已连接到汽车，汽车将能够与周边的生态系 统进行交互。汽车能够交换与通信状况、地势、气候状况以 及地图系统相关的实时信息。它们把所有这些信息结合在一 起，就可以建议路线、计算驾驶时间、估算距离、呈现城市 的三维地图以及输入/输出音频/视频数据流。以太网可能是 接入互联网高速路最简单的途径。8.7  以太网充当网络主干网络主干负责把具有不同协议和/或运行速度的各种 子网相互连接在一起。具有 1500 字节载荷限制和速度高达100mbps的以太网最适合把多个消息聚合为单个数据包。您可以使用IEEE1722 和 P1722a 封装子网协议。您可以把跨网 关发送的、源自子网的多个 CAN-FD 消息聚合为单个以太网 消息。作为一种异步协议，以太网的绝对速度克服了对严格 时序公差的依赖。消息缓冲区减少了时序抖动，并增加了时 延容差。9 迁移到以太网随着带 MII 或 RMII 接口的新型 PHY 的发展，半导体 供应商开始引入带有以太网 MAC 外围器件的汽车微控制 器。这为 OEM提供了可扩展的带宽、更快的网速以及专属 MOST 网络的有效替代方案。汽车行业也开始规范化以太网 平台，以方便在包括驾驶员辅助、信息娱乐和安全等各式各 样的系统中使用。这有利于降低成本，方便集成，简化从多 个供应商的器件采购。10 总结当 面 临 高 带 宽 数 据 传 输 需 求 时 ， 汽 车制造商可以在 LVDS 和MOST 之间选择。LVDS 速度快但成本高，因为它需要屏蔽缆线。 MOST 速度也很快，而且具有出色的 EMC 特性，但它所需的光纤造价非常高，生产难度很大。现在，以太网取代 了昂贵的 LVDS 系统，特别是在驾驶员辅助摄像与信息娱乐 系统中应用比较普遍。当前的 100mbps 链路足以连接汽车中 的各个端点。然而，汽车行业很快就会需要速度达千兆位的 链路，确保以太网成为汽车电子架构的主干网。参考文献：[1]The Hansen Report on Automotive Electronics, "CAN FD Positioned for Success", Portsmouth/NHUSA, Vol. 25, No. 10, Dec. 2012/Jan. 2013[2]Florian Hartwich, Robert Bosch GmbH, "CAN withFlexible Data-Rate" online at -cia.org/fileadmin/cia/files/icc/13/hartwich.pdf[3]Christoph Hammerschmidt, "Ethernet succeeds in automotive environments", Oct. 14, 2011EETimes automotive Europe, online at -eetimes.com/en/ethernet-succeeds-inautomotive- environments.html?cmp_id=7&news_id=222901844[4]EETimes, "Ethernet to gain ground in automotive applications, Bosch predicts", Feb. 5, 2011, online at -news/4212870/ Ethernet-to-gain-ground-in-automotive-applications-- Bosch-predict本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/201702/344372.htm