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据在大众原厂的伙伴介绍,全新数字高尔夫8将在11月上市销售,目前高尔夫8在行驶功能电气架构上采用的CAN FD,在多媒体这一块采用的以太网,后续估计大部分类似同样MQBEvo平台的车型均会复制升级过来,那么,未来在MQBEvo平台的车型将代表着大众智能化、数字化、电气化的一种新标准。他们内部结构和框架也做了很大的改动,数据和总线,是我们关注的要点,虽然暂时不知道以后涉及的数据和控制到哪一步,至少,我们首先得获取到大众原厂的CAN FD数据,再谈数据应用。
CAN FD我们研究得还不深入,仅在已经装配的部分车型上做了深入研究,比如奔驰、理想汽车、小鹏、特斯拉、路特斯、奥迪、路特斯等。那么,大众高尔夫8是沿用奥迪的那一套吗?说不清楚,因为还没研究。但是CAN FD总线,并不是新物种,BOSCH在2011年就发布了这个新一代的通信技术。
在域控制器领域,已有不少车型涉及并采用CAN FD已经实现了功能就有座椅调节、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。
车身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、驾驶模式设定等等。通过CAN FD报文数据长度可以看出:
以太网相对来说成本要高出很多,那么在智能座舱这边的域控,采用以太网作为信号和数据传输以及娱乐系统应用,比较合适。但受制于大多传感器和控制单元、零部件均还是用的CAN或者CAN FD,那么势必在大众高尔夫8上,要获取到原厂协议数据,就很必要去做好基于汽车行驶电气MCU可扩展CAN/CAN FD的数据接口。
在设计CAN产品时,MCU的CAN控制器资源是我们工程师们关注的第一要素,特别是像一些包括了CAN控制的MCU、核心板、工控板升级中需要增加CAN/CAN FD接口。但是原有的标准CAN2.0硬件方案中,会资源不够的情况,另一些就是需要使用到多路CAN接口,而大部分MCU支持的CAN总线接口又不多,导致CAN接口数量又满足不了。这就需要将MCU多余的通信接口扩展为CAN接口,说来是有点小麻烦,但是技术上也能曲线救国。
速锐得最近尝试用UART/SPI接口转CAN隔离模块,可以很方便的嵌入到具有UART/SPI接口的设备中,在不需要改变原硬件结构的前提下获得CAN_BUS通信接口。造成这个的主要原因是,早期的产品使用的是RS485或者RS232通信,现阶段需要将产品升级到CAN/CAN FD通信,另外就是之前零部件受制于车企成本限制,部分主控MCU可能都用的不带CAN的微处理器,其三就是汽车越来越发达,多路CAN的场景需求满足不了了。例如一些充电桩的控制器,CAN的路数要大于2路,市面上支持2路以上CAN的微处理器极少,或者价格不菲。
当然,也有一些其他的思路,比如串口转CAN、以太网转CAN、WIFI转CAN、光纤转CAN,成本不同而已。UART/SPI接口转CAN主要有2种形式,一种是利用协议控制芯片实现,另一种通过嵌入式转换模块实现。真碰到这个情况,我们会推荐客户采用第二种。这个具备三方面的优势:
1、配置简单方便,配合上位机或者串口指令,几个简单的串口数据就可以完成
2、数据缓存大,在高速或者数据吞吐量大时可以避免丢帧的现象
3、性能优异,模块自带MCU完成协议转换及缓存处理,减轻用户MCU负担
CANFDSM-100其实还是指的推荐的一款串口转CAN的模块,虽然不带CAN或者CAN FD收发器,用自己增加隔离或者不隔离的收发器即可。
但是如果没有以前的拖泥带水的设计,那么就直接采用带CAN FD功能的MCU直接自己增加CAN收发器,设计大众高尔夫8的CANFD产品即可。利用协议控制芯片实现,就等同于重新开发,硬件架构将改为如下图示,也不需要做其他的转换,目前采用的CAN收发器已经足够满足5M的数据交互,因此,CAN收发器也不用变更。
如电路设计所示:
高尔夫数据采用直接在原车CAN FD或者车身网关接入,大众车型的网关位置有三个,一个是主驾驶门内置装饰面板内,一个是方向盘下边,方向机的CAN网络,另外一个是油门踏板上方的CAN网关位置。这三个相对来说,比较明显,不用拆卸大量的装饰面板。
数据可以通过2个渠道获得,一是原厂的协议授权,我估计这个不太现实,毕竟人家是呵呵,二是通过网关,自行解码DBC报文中CAN ID。这个可能性有几种,一是CAN FD中混着有标准CAN数据,比如某零部件就是用的CAN,如果要采集这个零部件的数据,依旧采用标准CAN,一种是CAN FD,那么解析CAN FD中的字节,必然会涉及长度、位移、算法,并且波特率还可能是变化的,不像标准CAN一样,500K。那么,一款你觉得很普通的高尔夫,在这些数字技术面前,可能比做个宝马奔驰要难很多了。
数据转换有透明转换、透明带标识转换、自定义协议转换的三种情况,这也是为什么大众高尔夫8能用全新数字汽车这个来定义自己,核心功能模块传输效率达到100M/s,“数字化”是全新一代高尔夫的关键词,新技术的应用还真的不是体现在汽车售价价格上的高低问题。以太网的部分,归属高尔夫的智能座舱,我们没有深入研究,只是作为数据接口的端口。
审核编辑 黄宇
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