Made with KiCad（九十九）：4 个ECU组成的微型 CAN 测试平台

“ RAMN（Resistant Automotive Miniature Network）是一个由 4 个电子控制单元组成的微型 CAN/CAN-FD 测试平台。”

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Made with KiCad 系列将支持新的展示方式。直接将以下链接复制到浏览器中：

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概览

RAMN（Resistant Automotive Miniature Network）是一个微型 CAN/CAN-FD 测试平台，由四个电子控制单元（ECU）组成，仅由印刷电路板构成。可以对这些 ECU 进行编程，以模拟与我们团队的另一个项目 PASTA（https://github.com/pasta-auto/PASTA1.0） 相同的网络流量。RAMN 通过 USB 供电，可识别为标准 CAN 适配器（slcan 或原生 socketCAN）。它可以与自动驾驶模拟器 CARLA（https://github.com/carla-simulator/carla）进行闭环连接。虚拟车辆发生的情况会对物理 CAN/CAN-FD 总线产生影响，反之亦然。RAMN 可通过多种可堆叠扩展进行扩展，包括外部 quadSPI 存储器和可信平台模块（TPM）。 RAMN 是一个信用卡大小的 ECU 测试平台，用于安全地学习和研究汽车系统。 RAMN 是一组 PCB（印刷电路板），可共同用于模拟 ECU（电子控制单元）的 CAN-FD 网络。

主要功能

ECU 网络仿真

RAMN 模拟由 4 个 ECU（电子控制单元）组成的 CAN-FD 网络。默认情况下，网络流量规格与 PASTA 相同。 交互

RAMN 可通过使用 Arduino 样式针座的电路板进行扩展。您可以添加传感器和致动器，并与 ECU 进行物理交互。

即插即用

RAMN 通过 USB 实现 slcan 协议。它被视为标准的 CAN 至 USB 适配器。无需购买和连接其他工具，只需将 RAMN 插入 USB 端口即可开始使用。

可扩展性

您可以堆叠扩展板来添加新功能，如可信平台模块（TPM）、外部存储器和 JTAG 调试器。

模拟驾驶

RAMN 可与开源自动驾驶模拟器 CARLA 进行闭环连接。来自虚拟世界的值，如车速和油门控制，在 CAN-FD 总线和 ECU 内部以物理形式存在。您可以自己驾驶汽车，也可以让自动驾驶算法来完成这项工作。

可编程

使用微控制器的内置硬件引导加载器，可通过 USB 对所有四个 ECU 重新编程：无需 JTAG 编程器。

Layout 简洁

RAMN 仅包括按高公差设计的印刷电路板。印刷电路板只有两层，同一面有 SMD 元件。所有元件均可手工焊接，这使得电子初学者也能使用 RAMN。

使用开源工具制作

所有 PCB 均使用开源 CAD 工具 KiCad 设计。微控制器的固件基于开源 RTOS freeRTOS 和开源库 STM32 HAL。

使用示例

我们将 RAMN 开放源代码，希望能促进汽车系统的教育和研究。RAMN 可用于：

提供电子和汽车系统培训。

开发和评估汽车技术时。

用于研究，尤其是在温度和制造公差非常重要的情况下。

用于需要硬件的 CTF 和 Bug 赏金计划。

教育

RAMN 尝试采用尽可能多的流行技术，而不仅仅是 CAN-FD。扩展板具有用于观察重要信号的夹式探头，可用于研究模拟电路、SPI、I2C、UART 等。

科研

RAMN 只有信用卡大小。它价格低廉，非常适合需要许多电路板的情况，例如评估制造公差对技术的影响，或将测试平台置于可能会损坏它的条件下。真正的 ECU 与流行的开发板不同，因为它们的设计可以抵御恶劣的工作环境。RAMN 主要由汽车级元件制成，可在零下 40 至 150 摄氏度的环境中工作。微控制器虽然不是汽车级，但工作温度可达 -40 至 125 摄氏度。RAMN 试图在开源、成本和真实 ECU 网络保真度之间保持平衡。扩展板不是汽车级的。CAN-FD 总线末端的接线端子可让您添加其他节点。它可用于开发和评估 ECU。但有一个限制：CAN-FD 总线是端接的，因此不能连接到真正的汽车上。

硬件设计

概览 RAMN 的主板是一块信用卡大小的 PCB 板，上面有 4 个 ECU、一条 CAN FD 总线和一个 USB 端口。 RAMN 的主板可通过扩展板进行扩展，以增加传感器和致动器等功能。

ECU（电子控制单元）

RAMN 上有 4 个 ECU（ECU A、ECU B、ECU C 和 ECU D），它们都采用共同的设计：

一个独立电源

一个微控制器

一个 CAN FD 收发器

一个扩展端口

ECU A 还有一个 USB 接口。USB 端口是整个电路板的主 5V 电源，也是对所有 ECU 重新编程的工具。ECU A 有 6 个 GPIO 用于控制：

ECU B、ECU C 和 ECU D 的电源

ECU B、ECU C 和 ECU D 的启动模式（BOOT0 引脚）

ECU D 有一个额外的分流电阻和夹式探头，便于测量。

CAN FD 总线

RAMN 具有连接 4 个 ECU 的 CAN FD 总线，两端均采用 120 欧姆分离式终端。 CAN FD 总线还具有分流电阻和夹式探头，便于测量。

可以通过接线板从外部访问 CAN FD 总线。

框图

原理图 & PCB

RAMN 主板

License

CC BY-SA 4.0

仓库 & 下载

可以在Github中获取开源仓库：

https://github.com/ToyotaInfoTech/RAMN

Baidu 下载：

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审核编辑 黄宇