新唐科技:多通道CAN FD的應用與實現
CAN FD技術是汽車及工業領域中最先進的網絡通訊技術之一,屬於控制器區域網路 (CAN) 協議的擴展。與CAN相比,CAN FD通道技術在以下兩方面有顯著的性能提升:
- 傳輸速率提升:CAN最大傳輸速率為1 Mbps,而CAN FD最大傳輸速率可達12 Mbps;
- 傳輸負載能力提升:CAN每幀傳輸8 Bytes,而CAN FD每幀傳輸64 Bytes。
此外,CAN FD在硬體協議端也對CAN通道進行了一些兼容和擴展優化處理,這裡先不做詳細說明。基於CAN FD通道卓越的性能,應用需求日益增多,取代CAN成為一種產品趨勢。
新唐引領科技潮流,全新推出一系列配備CAN FD通道的MCU/MPU產品,最多可支援4路通道(如下圖):
我們發現,在工業應用中,產品需要更多的CAN FD通道來傳遞數據通訊,如直流充電樁、工業介面轉換器等。下面結合CAN FD的實際應用,介紹幾個用戶成功案例:
應用一:
新能源儲能項目:M467微控制器通過CAN FD通道與幾個相同的電池包通訊,來獲取電池包數據。該應用中,使用到4路的CAN FD通道,實際速率要求達到穩定5 Mbps以上,並且通過新唐特有的HyperBus外擴HyperRam (相比SRAM,更低功耗,更低成本) 來保存臨時數據,再通過乙太網埠傳遞數據給監測端進行數據處理。
應用二:
工業CAN介面轉換器:通過M463系列微控制器來轉換CAN和UART協議數據,使用2路CAN FD通道快速收發數據,並通過RX/TX 16 Bytes FIFO的UART來保障數據傳輸的即時性和穩定性。M463還具備HS USB2.0介面,且不需要外置高速USB PHY,節省了客戶的BOM成本。
應用三:
在直流充電樁應用中,新唐M467/MA35D1系列晶片也展現出卓越的性能。
M467系列微控制器不僅擁有4個CAN FD通道,還配備1024 Kbytes Zero-Wait eFlash、512 Kbytes RAM、多達3個ADC硬體與28個通道、百兆乙太網、HS USB OTG,並具備獨立的KeyStore安全硬體IP,內建獨立的OTP、Flash、RAM區域,可用於不同安全等級的密鑰管理。同時,它提供多種豐富的介面選擇,封裝從LQFP64到LQFP176不等,以滿足各種應用需求。
在下圖所示的M467系列微控制器的直流充電樁應用中,晶片通過UART與屏幕進行通訊,負責顯示和操作控制。其他功能如計費、通訊、保護和汽車CAN FD通訊等,皆依賴M467單晶片完成。
當然,新唐科技也能夠選擇MA35D1系列微處理器作為直流充電樁的單晶片解決方案。MA35D1系列搭載64位雙A35核心處理器,最高主頻可達800 MHz,並且配備一顆180 MHz的M4 MCU,專門用於處理即時性任務。晶片內置高達512 Mbytes的DDR3記憶體;同時具備新唐獨有的TSI (Trusted Secure Island) 安全硬體,用於安全加密和密鑰管理;支援RGB輸出,最高可達1920x1080的螢幕解析度;同時支援圖形影像解碼和加速功能;可支援兩個GigaEthernet介面;此外,還提供多種高速介面選擇,以及LQFP216、BGA312和BGA364三種封裝形式。
如下圖所示,這個解決方案利用MA35D1內部的M4 MCU執行高即時性任務,例如電壓、電流和溫度的監測與保護,以及與汽車和直流電源模組的CAN FD通訊。同時,通過MA35D1內置的雙核A35處理器,實現高性能任務,如運行Linux操作系統、大型螢幕顯示、網絡通訊、計費和數據加密等功能。
從以上幾個成功案例可以看出,新唐系列CAN FD晶片因其高度整合和穩定性已被廣大工業製造廠商廣泛認可。用戶可前往新唐官網 www.nuvoton.com 查詢相關文件,選購對應的開發板進行測試。
最後,我們統整新唐科技CAN/CAN FD系列晶片產品特色,歡迎各位選擇適合的型號進行購買:
MCU系列產品:
MPU系列產品: