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整车厂如何快速实现测试设备CANFD升级?


  来源: ZLG致远电子 时间:2020-12-21 编辑:清风
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随着CAN FD与车载以太网的诞生与应用,给新一代智能网联车的整车架构带来显著的变化,也给整车厂带来新的机会和挑战。针对目前CANFD升级较复杂的现状,ZLG提供了有效解决方案,本文将做简单的介绍。


新一代智能网联车CANFD的应用


传统的汽车网络架构主要是由CAN总线组成,车内分布式电控单元ECU按照功能划分为动力总成、车身控制、辅助驾驶等总线区域;车窗、车灯、天窗等则通过LIN总线接入CAN网络。


在新一代智能网联车的浪潮下,随着车载ECU的与日倍增以及处理器运算能力和硬件的高速发展,连接ECU的网络需要更大的带宽,这一需求远超CAN等传统车载网络的容量极限。


因此,比较明确的趋势是向CAN FD过渡,CAN FD提供了64字节的数据吞吐量以及最高5Mbps的传输速率。由于车载以太网具有高带宽、低延迟、低成本的特性,在新一代整车架构中将替代CAN总线成为优选网络架构。


如图1所示,以车载以太网作为骨干网络,将核心域控制器(动力总成、车身、娱乐、ADAS)连接在一起。各个域控制器在实现专用的控制功能的同时,还提供强大的网关功能。从图1可以发现,在各个域控制器的下方,各部件之间通讯通过CANFD来实现数据共享。


图1 新一代智能汽车网络架构

(图片参考网络图片绘制)


CANFD以及车载以太网的引入,使得新一代智能网联汽车整车架构上发生了较为明显的变动。要实现从传统汽车到智能网联汽车的升级,从整车生产线控制、实验室、ECU单元的设计都将做出很大的改动,其中涉及的CAN节点很多且复杂,如果全部升级为CANFD节点来实现ECU单元的设计、测试以及生产等,将会是一个比较漫长的过程。


如何快速实现设备CANFD升级?


随着新一代智能汽车的发展,很多车厂都在考虑使用CAN FD来替代CAN实现数据量传输的提速。目前各大车厂并未完全实现车载域控制,在生产线或实验室存在CAN与CANFD并存的现象,例如,新一代智能汽车ADAS系统中毫米波雷达等设备需要采用CANFD提高通讯速率,保证安全驾驶。同时,ADAS也是目前智能汽车中最为重要的一环。如图2所示,在现有的整车系统中以CAN网络为主,在调试阶段ADAS系统无法与动力控制、车身控制通讯,所以打通CAN与CANFD之间的通讯极为重要。


图2 CANFD通讯现状


由于CANFD向下兼容CAN,而普通CAN节点无法正常解析CANFD报文。如图3所示,CAN节点和CANFD节点的波特率明显是不匹配的,CANFD最高5Mbps,进而导致通讯故障,就会一直报错,导致网络通讯异常。


图3 CAN与CANFD波形对比


那么,如何保证CAN/CANFD节点正常通讯测试,快速地升级到CAN FD呢?


1、网络中所有CAN节点升级到CANFD

这种方式虽然能够保证网络中既可以存在CAN报文也可以存在CANFD报文,但是由于整体网络全部更替为CANFD,对于前期车厂测试或生产部分单元来说,成本较高且使用率低。


2、CAN节点自动忽略CANFD报文

这种方式是让网络中CAN 2.0节点不对CANFD报文进行识别,能够保证网络中不存在错误帧,但是CAN节点与CANFD节点不能进行通讯是存在的弊端,只能作为临时方案适用。


3、实现CAN与CANFD的转化

对于CAN FD的升级,如果不是全部节点都进行升级,大部分整车厂都会采用先将动力域升级成CANFD,然后再进行各个功能域的升级,所以,为了避免与CAN总线的冲突,需要首先将CAN网络与CANFD节点的通讯打通,保证在生产线或实验室能够进行通讯测试。这种情况,使用CANFD网桥作为转换来完成是更好的方法。如图4所示,工程师可以不用在意如何完成CAN与CAN FD报文之间的转换,只需要进行一些参数的配置选择,既可以实现CAN/CANFD的相互转换,也可以将工作重心放到产品功能的实现上,降低前期测试的成本,提高使用率。


关键词:CAN FD 车载以太网 智能网联车 解决方案    浏览量:22281

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