20世紀(jì)90年代以后，CAN網(wǎng)絡(luò)就開(kāi)始用到汽車上了。現(xiàn)在的一些高端汽車配備了60個(gè)以上的ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元），這些ECU連到5個(gè)或更多的CAN網(wǎng)絡(luò)上。CAN協(xié)議是在1986年，由博世公司在底特律發(fā)布的。1992年，CAN正式成為了一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，即ISO 11898-1，在2003年進(jìn)行了重新審核。目前，有超過(guò)50家的半導(dǎo)體制造商的產(chǎn)品支持CAN協(xié)議。同時(shí)，協(xié)議的穩(wěn)定意味著各公司生產(chǎn)的CAN控制器可以互相兼容。為保持與CAN標(biāo)準(zhǔn)的兼容，需要采用一致性測(cè)試工具，因此CAN一致性測(cè)試計(jì)劃也成了一個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO 16845）。 在乘用車上應(yīng)用CAN 汽車制造商正在全力進(jìn)行系統(tǒng)集成，力爭(zhēng)減少ECU的數(shù)量以降低成本，他們的策略一般是增加ECU的功能，因此就需要采用32位的MCU，甚至那些功能相對(duì)簡(jiǎn)單的ECU也采用了16位MCU。隨著帶有CAN接口的32位和16位MCU的價(jià)格不斷下降，所有的CAN用戶無(wú)疑都將因此而受益，特別是那些小批量購(gòu)買的用戶。 可以通過(guò)下面的簡(jiǎn)單計(jì)算對(duì)CAN市場(chǎng)有個(gè)初步了解。最重要的CAN是市場(chǎng)是汽車行業(yè)，通過(guò)很多市場(chǎng)研究報(bào)告，我們知道2005年大約售出了5000萬(wàn)輛乘用車。假設(shè)這些車中有60%裝備了CAN網(wǎng)絡(luò)，平均每輛車安裝了10個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)，那么總共就需要3億個(gè)CAN控制器，這還只是汽車行業(yè)所用的數(shù)量，而且還是保守的估計(jì)。我們還沒(méi)有算上卡車、大客車等其他種類的車輛。因此，還要加上其他市場(chǎng)使用的CAN的數(shù)量。2006年，CAN控制器的銷量預(yù)計(jì)有5億個(gè)。 CAN技術(shù)還沒(méi)有發(fā)展到頂峰。即使在汽車行業(yè)，我們也會(huì)發(fā)現(xiàn)許多新的挑戰(zhàn)。ACC（先進(jìn)巡航控制）、EPB（電機(jī)械停車剎車）、EAS（電動(dòng)空氣壓縮），以及BSD（盲點(diǎn)探測(cè)），這些新功能都需要用到CAN通信功能。當(dāng)然，汽車中也會(huì)用到其他通信系統(tǒng)，如LIN總線。LIN主從總線系統(tǒng)在連接功能簡(jiǎn)單的單元時(shí)的效率比CAN要高。然而，LIN通信的可靠性卻比不上CAN。時(shí)間觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)，如FlexRay，已經(jīng)在一些汽車上獲得了應(yīng)用，某些寶馬汽車就用到了5個(gè)FlexRay節(jié)點(diǎn)。 FlexRay可以用在CAN無(wú)法滿足要求的地方。然而，F(xiàn)lexRay的成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CAN。因此，在乘用車的嵌入式控制網(wǎng)絡(luò)上，CAN在未來(lái)的10年內(nèi)仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。 趨勢(shì)及前景 由于價(jià)格的原因，許多ECU仍然采用8位的MCU。要完成確定的功能，需要通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)連接幾個(gè)8位ECU。然而，這種情況已經(jīng)有所改變，特別是在傳動(dòng)系統(tǒng)中，所有的ECU已經(jīng)改用16位MCU了。其他需要改進(jìn)的地方包括：具有更多的軟件和更多的標(biāo)準(zhǔn)接口，而且還需要更強(qiáng)的計(jì)算能力。ECU的數(shù)量不斷減少，使系統(tǒng)復(fù)雜度不會(huì)增加。 BMW的5系列汽車最多采用了95個(gè)ECU，每個(gè)ECU至少含有1個(gè)MCU。采用更集成的架構(gòu)和使用更多的芯片將會(huì)簡(jiǎn)化整個(gè)系統(tǒng)，還能大幅減少嵌入式處理器的數(shù)量。這將會(huì)降低集成成本，提高可靠性。這就是下一代傳動(dòng)系統(tǒng)將使用32位MCU和集成DSP功能的原因，對(duì)于其他車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，也是如此。在車身用電子器件中，ECU的功能不斷增加，因此需要比8位MCU更多的處理能力。 DSP的使用 在音視頻應(yīng)用中，DSP的使用是非常廣的。在汽車電子中，DSP被用在信息娛樂(lè)系統(tǒng)中。一些信息娛樂(lè)設(shè)備會(huì)連到CAN網(wǎng)絡(luò)，接收來(lái)自其他ECU的數(shù)據(jù)。應(yīng)用DSP的另一個(gè)例子是人機(jī)界面，對(duì)于汽車，就是儀表盤。 在一些汽車中，儀表盤的作用就象是車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的中央網(wǎng)關(guān)。因此，用在儀表盤中的處理器需要不只一個(gè)片上的CAN模塊。 傳動(dòng)系統(tǒng)中的ECU也需要帶有CAN接口的DSP。到目前為止，第一個(gè)實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)和高級(jí)安全功能的ECU就是基于DSP的。價(jià)格也是一個(gè)關(guān)鍵因素，DSP的成本在下降。但是，并不是所有的DSP都有汽車所需的外設(shè)，如片上CAN接口。有些DSP帶有集成的CAN模塊，但大多數(shù)DSP都沒(méi)有。因此一些芯片制造商為具有CAN接口的32位MCU增加DSP功能，英飛凌公司的Tricore系列和飛思卡爾半導(dǎo)體的Coldfire系列MCU是兩個(gè)典型例子。 更多的閃存 更復(fù)雜的ECU需要更多的軟件，更多的軟件需要更多的存儲(chǔ)器。更大的應(yīng)用程序常常需要在使用前進(jìn)行最后的升級(jí)，因此對(duì)閃存的需求是非常多的。有些ECU可能很快就需要1MB的Flash存儲(chǔ)器，甚至有可能需要4MB的閃存，特別是電子穩(wěn)定性控制和自適應(yīng)巡航控制需要更大的存儲(chǔ)器。有些廠商已經(jīng)適時(shí)推出了帶有大容量閃存的MCU。 另一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是，MCU提供不止一個(gè)CAN模塊。32位的MCU可以執(zhí)行不同的工作，并有可能連到CAN傳動(dòng)系統(tǒng)，以及其他車內(nèi)CAN網(wǎng)絡(luò)上，這些固有的網(wǎng)關(guān)功能被越來(lái)越多地采用。典型的例子是用于電子穩(wěn)定性控制、自適應(yīng)巡航和智能燈光控制的ECU。 聯(lián)合開(kāi)發(fā) 汽車制造商已經(jīng)與芯片制造商開(kāi)展了很多密切合作，大多數(shù)CAN控制器和帶有片上CAN模塊的MCU就是在與汽車工程師的合作當(dāng)中開(kāi)發(fā)出來(lái)的。在這些芯片制造商當(dāng)中，F(xiàn)ujitsu已經(jīng)開(kāi)發(fā)了大約100種汽車用芯片和特定的汽車用芯片組。這不單是由于芯片的產(chǎn)量很多，汽車的特殊需求和對(duì)成本的敏感也是重要的原因，因此芯片上只有所需的功能，多余的功能一概沒(méi)有。當(dāng)然，汽車所需要的功能是一個(gè)都不能少的。出于這個(gè)原因，芯片制造商也參與到軟件的標(biāo)準(zhǔn)化工作中，例如Autosar。在標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程中，ECU和傳感器的集成是最困難的工作。軟件的標(biāo)準(zhǔn)化只是一方面，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的硬件平臺(tái)意味著一個(gè)通用的MCU架構(gòu)，有助于減少集成所花的力氣。因此，一些芯片制造商為汽車電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)了專門的基于ARM內(nèi)核的MCU。 傳感器和執(zhí)行器的直接組網(wǎng)大多是在傳動(dòng)系統(tǒng)、底盤等汽車應(yīng)用之外完成的，這些設(shè)備可以用集成CAN模塊的芯片組來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些芯片將會(huì)集成功率芯片和智能的IGBT，因此這又要求芯片制造商、傳感器制 造商和汽車工程師必須密切協(xié)作。在根據(jù)汽車標(biāo)準(zhǔn)和工程支持進(jìn)行從前端和后端的芯片設(shè)計(jì)時(shí)，需要全面的專業(yè)知識(shí)，包括ICE（在電路仿真器）、應(yīng)用筆記、軟件例程和EMC優(yōu)化在內(nèi)的各種設(shè)計(jì)工具。