奔驰CAN FD嵌入式控制器开发硬件设计及应用趋势

CAN FD作为一种性能可靠、功能完善、成本合理的远程网络通信控制方式，集成CAN/CAN FD控制器的MCU、核心板、工控板及物联网解决方案已经被广泛应用到各个控制系统中，例如汽车电子、自动控制、智能大厦、电力系统、能源物流、智慧改装等各个领域。

中国经济已经进入“新常态”的发展阶段，专业调研机构预计全球只有中国汽车市场仍将以7%左右的增速蝉联全球汽车产销第一的位置，作为车载网络市场占有率最高的总线通信网络，我国市场对于CAN FD成功推广的重要性不言而喻。工欲善其事，必先利其器，CAN FD无疑是将是下一个风口，作为高瞻远瞩的厂商，必然会做好准备，乘风破浪。

同时作为成千上万的工业IOT控制的核心，嵌入式处理的独特之处在于控制器对于其他功能和性能的精确定制，就像上篇文章提到，在奔驰汽车上的加座椅调节、后视镜控制、空调控制等功能，综合统一管理各执行器，合理有效地分配系统资源。车身域控制器的功能众多，包括实现灯光控制、雨刮控制、门窗控制、后视镜折叠控制、PEPS、座椅控制等，其中灯光控制部分就包括了近光灯、远光灯、位置灯、转向灯、刹车灯、日行灯等。

雨刮部分包括了低速雨刮、高速雨刮、间隔控制和点刮，门窗控制部分包括了四门闭锁、碰撞解锁、自动落锁、车窗升降及百分比、车窗防夹及一键升窗，后视镜包括了折展、调节及加热，PEPS包括了无钥匙启动、无钥匙进入、迎宾功能、发动机防盗、整车电源控制与管理，座椅包括控制调节与通风、加热，其他还包括OTA及远程诊断、升级、刷写等等。

除了传统的汽车领域，CAN/CAN FD系列总线系统在非汽车应用中也是非常成功的，比如在数控机床、机器人、伺服电机等工业自动化领域都有广泛的应用，每年全球安装8亿以上的CAN/CAN FD节点。CAN FD的推出，在继承CAN总线优势的基础上，将为用户带来更快更好的应用体验。

自动驾驶车辆无疑是未来汽车的发展趋势，65%的人相信自动驾驶车辆在10—15年内出现，除此之外，我国司机习惯使用紧急刹车辅助系统、盲点检测以及自动泊车系统等高级驾驶辅助系统。而这些系统中大量采用的雷达、超声波等感应元器件，需要高速、可靠和稳定的车载网络接入到系统中，而这也正是CAN FD的优势所在。

所以，当大量的数据涌入袭来，我们应该如何获取到我们想要的数据及控制，来满足单一的嵌入式处理器与千变万化的IOT产品需求之间存在的不断增大的差距，那就需要对不同的处理器为应用的方案提供不同的功耗，不同的可扩展性、不同的计算性能、不同安全性等来应对不同的用户体验。

为了满足这些需求，速锐得凭借十二年来为工业、汽车、物联网、车联网市场提供CAN总线数据应用及解决方案的经验，为客户定制、设计、基于CAN/CAN FD控制器的核心模块及核心板及TBOX。功能从满足、简单、易用、接口清晰，场景应用接口合理等前提选择合适客户的创新方案，而不让硬件的选择限制了最终设计中可能实现的创新。

MCU控制器系列，我们选择一款基于ARM Cortex-M3内核32位高性能的微控制器，采用96MHz的主频，内置高速储存器，丰富的外设和增强型IO端口。芯片包括1个CAN/CAN FD接口，2个I²C接口，2个SPI接口，一个USB接口和3个串口，一个16位高级定时器，满足车规要求，并有多种省电工作模式保证低功耗的需求。

在CAN总线进入到国内之初，CAN设备大多使用NXP的CAN收发器芯片，后来因为芯片荒，导致各个不同厂区的封闭，一度缺货，价格飞涨，现在已经实现了国产替代，无论是使用进口NXP还是国产替代，我们依旧会选择使用方便、简单、抗干扰性好的CAN收发器，但是随着CAN设备或者CAN终端的需求日益剧增，各个半导体厂家都虎视眈眈，比如德州仪器、飞思卡尔、微芯等等纷纷推出了自己的CAN收发器，并声称PIN对PIN兼容，性价比高。

这样，我们在设计这些基础的CAN/CAN FD控制器的时候，比如通过一路CAN/CAN FD采集客户需求的信号，这个架构下，既能轻松开发，也能让应用得到最快实现。开发过程中也发现，尽管芯片的引脚兼容，但是不同厂家的收发器和制造工艺存在较大的区别，他们的参数和性能还是不尽相同，有的车型就是得用进口NXP芯片才能兼容，国产应用和量产均还存在差异，例如有的最低波特率为5—40kbps，很多低波特率的汽车就没办法兼容到。