CAN的上风也被其他市场(包括工厂自动化和医疗运用)接管和吸纳,这使其运用范围更加广泛,环球每年交付的CAN节点超过10亿个。
同样,每年交付的8位单片机(MCU)也超过10亿个。
如今,虽然这些统计数据有部分重叠,但今后仍会有大幅增长。

运用高度集成的8位MCU简化CAN汽车应用

CAN连续知足汽车制造商的需求

传统的CAN通信以事宜为根本,许可单片机和专用集成电路(ASICS)在运用中直接相互通信,无需主机。
CAN经由半导体公司集成后极大降落了本钱,并且能够与更多汽车系统兼容。
自2000年初以来,8位MCU也引入了CAN协议。
最近,2015年最先推出的8位MCU设计方案利用独立于内核的外设(CIP),全新的8位MCU系列能够办理CAN运用中的许多系统问题。

除了本钱效益高之外,CAN的成功还可以归功于:

§稳健性

§可靠的数据传输

§易于实现

毫无疑问,除了本钱效益极高之外,8位MCU还具有上述上风。
因此,8位MCU和CAN是用于知足汽车网络需求的完美组合。

多年来的实践足以证明CAN能够知足各种掌握系统的需求。
随着汽车网络须要的各种属性不断增加,包括韶光触发、容错和单线实现以及具有灵巧数据传输速率的CAN(CAN FD),CAN规范也得到扩展。
表1显示的是自30多年前首次推出以来CAN发生的诸多变革。

表1.用于知足不同汽车需求的CAN版本

为了将传感器和实行器联网以提高系统舒适度,汽车工程师利用局域互连网络(LIN)协议来降落本钱。
但是,LIN是单线主从式网络,须要对利用CAN的硬件和软件进行变动。
利用CAN的最新汽车运用包括门禁掌握、电池充电/电池管理和诊断设备。
为了实现全部的车辆哀求,尤其是须要从另一个CAN掌握系统访问数据的车辆哀求,须要利用8位MCU/CAN。
图1显示的是将8位MCU/CAN节点轻松添加到现有CAN总线的示例。

图1.不同的CAN实现可以共存,这增加了CAN总线的灵巧性

利用支持CAN的8位MCU知足低本钱网络需求

连接到CAN总线是系统设计职员须要实现的最低功能,通过增加专门用于知足其他系统哀求的外设,简化设计职员的任务。
这些系统任务包括感测一个或两个用于掌握目的的参数、移动电机或激活电磁线圈或者供应其他功能。

利用CIP方法可以降落软件的繁芜程度,并以较低的时钟速率供应更快的相应韶光,同时降落功耗。
Microchip PIC18 K83系列中丰富的CIP系统种别包括:

·智能仿照(包括传感器接口)

·波形掌握

·时序和丈量

·逻辑和数学

·安全和监视

·通信

·低功耗和系统灵巧性

在这些种别中,详细外设包括:

·带有存储器扫描的循环冗余校验(CRC),用于确保非易失落性存储器的完全性

·直接存储器访问(DMA),用于在没有CPU参与的情形下进行存储器和外设之间的数据传输

·窗口看门狗定时器(WWDT),用于触发系统复位

·带打算功能的12位模数转换器(ADC2),可自动进行仿照旗子暗记剖析,从而实现实时系统相应

·互补波形发生器(CWG),用于使能电机掌握的高效同步开关

除了利用CAN 2.0B外,集成CAN掌握器还能够完备兼容以前版本的CAN模块(CAN 1.2和CAN 2.0A)。
该产品的功能包括存储器访问分区(MAP),用于在数据保护和自举程序运用中为设计职员供应支持。
器件信息区(DIA),用于为工厂编程的器件ID和外设校准值供应专用存储空间。

由于CAN节点的紧张目标是通信,因此8位MCU改进了串行通信,包括支持异步通信和LIN协议的UART以及更高速的独立I2C和SPI串行通信接口。
表2显示了15个CIP以及它们知足具体系统需求的办法。

表2. PIC18 K83系列中独立于内核的外设可知足多种系统需求

过去并没有考虑过在8位MCU中履行这些片上构造,而正是由于这些构造,现在的8位MCU的性能与许多设计职员的期望完备不同,供应的功能远远超过十年前设计的MCU。

8位MCU的编程办法非常大略,与CAN和CIP结合利用时乃至更加随意马虎。
当这些8位MCU能够供应足够的处理能力时,特殊是针对远程节点的处理能力,便能够替代更昂贵且更难编程的16位MCU。
而CIP可以供应更多处理能力,实现更多8位MCU选项。

可灵巧配置的片上硬件模块能够更高效更确定地处理重复嵌入。
事实上,由于CAN的确定性,如果MCU陷入循环,利用CIP的CAN仍旧可以在内核之外连续运行。

借助最新的8位MCU/CAN + CIP和LIN,网络设计职员现在可以为CAN和LIN通信供应更多灵巧性和选择。
实际上,一些范例的8位MCU LIN运用现在是潜在的CAN运用。
例如,如果模块须要理解网络上的其他数据(如车辆速率),CAN可能是更好的选择,或者至少是LIN的备选方案。
这对付挡风玻璃雨刮非常有用,可以根据车辆的速率改变雨刷速率,而无需CAN到LIN的网关。
其余,如图2所示,利用系统级CIP可以少用一两个额外的ASIC。

多年来,汽车中一贯利用相同的PWM和互补波形发生器CIP天生相称繁芜的多色LED气氛照明。
由于MCU没有运用CAN功能,这些驱动程序会连接到LIN总线。
将该功能与支持CAN功能的高性价比8位MCU相结合,可为设计供应更高的灵巧性和简化的备用方法。

虽然市情上大多数8位MCU都严重依赖内核来处理外设功能,但CIP可实现其他系统设计可能性,不会对CPU造成明显包袱,这包括:各种传感器的高精度接口、高功率LED驱动器和/或相称繁芜的电机掌握水平。

可以利用各种开拓工具确定这些和其他可能性中的哪一种适宜特定网络。
例如,MPLAB 代码配置器(MCC)是一款免费的软件插件,可供应图形界面来配置特定于运用的外设和功能。
借助该工具,系统设计工程师在完成特界说务时可以轻松配置基于硬件的外设,而不必编写和验证全体软件程序。

树立自傲的态度

对付汽车和工业运用中的总线架构,系统设计职员肯定有多种选择。
作为一种广受认可的总线,当须要为现有网络增加检测和/或掌握功能时,具有附加功能来知足不同系统需求的MCU使CAN成为一种出色的选择。
凭借其独立于内核的外设,8位MCU/CAN系列可将CAN扩展到网络上更具本钱效益的节点中。

新型8位MCU/CAN + CIP为新兴汽车网络运用供应了灵巧、经济高效、大略而可靠的数据传输以及访问掌握、电池充电/电池管理和诊断设备所需的更高性能和系统支持。

参考资料

1.PIC18 K83产品系列:http://www.microchip.com/promo/pic18f-k83

2.MPLAB代码配置器(MCC):http://www.microchip.com/mplab/mplab-code-configurator

版权声明: 本站内容除特殊声明的原创文章之外,转载内容只为通报更多信息,并不代表本网站赞许其不雅观点。
转载的所有的文章、图片、音/视频文件等资料的版权归版权所有权人所有。
本站采取的非本站原创文章及图片等内容无法逐一联系确认版权者。
如涉及作品内容、版权和其它问题,请及时通过电子邮件或电话关照我们,以便迅速采纳适当方法,避免给双方造成不必要的经济丢失。
联系电话:010-82306116;邮箱:aet@chinaaet.com。