蔚小理新势力互联网造车在CAN FD硬件主框架及后装控制方案开发

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蔚小理新势力互联网造车在CAN FD硬件主框架及后装控制方案开发 [复制链接]

在国内，新势力造车影响已经非常之大，整个造车大潮中，新整车企业蔚来汽车、小鹏汽车、理想汽车无一例外选择了CAN FD作为主要的车载通信总线，特斯拉推出了引领汽车EE架构集中化的趋势，即使在车载以太网EE架构快速发展的情况下，CAN FD节点使用量不减反增，并且CAN FD凭借极高的可靠性在主干网上与车载以太网并存，作为“生命底线”保护车辆与人员安全。

虽然，我们在常见的媒体中经常有看到汽车停摆、升级失败、无法移动、锁死车辆，但是比毕竟通过远程升级，更多的路测和完善，也表现出友好的一面，那么他们选用CAN FD，那么就意味着更多的汽车企业、汽车技术、汽车数据的总线应用在未来相当长的一段时间内，将会作为主流的现场总线广泛应用。

如果行业内的企业还没有摸过蔚小理的汽车网络总线，那么也不遗憾，毕竟这事，也不是他们首发先用，奥迪、特斯拉也不是没干过，你去干了，也不一定就用得上。速锐得从事CAN总线数据应用、CAN总线产品开发、CAN总线改装与控制已经有12年，摸过的汽车各种总线通信网络也应该算的上有点经验，除了主流的以外，比如BSD、SEND这些偏门的，也玩过。19年的新款帕拉梅拉就有集成了智能网关，整个域控制器就有2块砖头平铺那么大，上边的接口包括了以太网、CAN、CAN FD、VCU主接口及N条对外的网络天线。

 

从19年这款硬件来看，大抵是采用i.MX RT系列，i.MX RT系列是NXP公司基于ARM Cortex-M7内核的处理器，运行主频可以达到528MHz，支持2路CAN/CAN FD，主要应用于高性能和高实时响应的工业通信场合，芯片内部就集成了先进的电源管理模块，模块内部集成了LDO和DC/DC，这个模块是可以简化芯片外部的电源设计和上电时序控制的，内部还有1M的RAM以及说不清的丰富的接口，这种多核的SOC，竞争力的焦点主要是AI单元的有效算力，算能耗比、成本，释放硬件的使用率，从而慢慢实现“软件定义汽车”。

那么我们在后装技术上，用不上这么强大的处理器，如果应用于一般基础的改装或者简单的CAN FD数据采集，那么不必这么浪费，我们可以使用一个基于ARM Cortex-M4内核的嵌入式微处理器就够了。基础的CAN收发器也能满足电压、传输特性、波特率、电平等要求。M4内核的芯片也有丰富的外设和极低的功耗，这些，满足后装、改装、CAN FD数据采集和简单控制也就足够了。

这个轻型的控制器，主要用到的部分就是内核及CAN/CAN FD接口，外部存储控制器，以及定时器、看门狗及串口，内置的哈希算法安全模块基本也不用，ADC温度传感器要看应用场景的是否需要，但是用到真的极少，丰富的IO扩展、I²C，也满足了后装扩展需求。

我们拿灯光与转向助力系统为例，如何控制和点亮大灯总成、仪表总成、采集转向系统数据上的方向盘转向数据，就需要采用原车CAN FD协议，做好对应车型固件以后，预留出串口升级。那么这套微控制器下的CAN FD产品就可以覆盖蔚来、小鹏、理想汽车等升级改造零部件的扩展需求，如果应用功能简单，实际上在奔驰、奥迪、帕拉梅拉、路特斯等车型上，也是完全够用的。

CAN和CAN FD总线特性存在的差异，CAN FD的成本相对来说会贵一些，毕竟，报文的算法、解码难度、字节位移、要比标准CAN要复杂很多，每个报文里面可能存在标准CAN，也存在CAN FD，过滤器的设定，要求也严格一些，说人话就是代码比较难写一些。

有的车型会沿用一些供应链的技术，这个就会涉及LIN/CAN/CAN FD多种协议，从系统架构、网络设计、开发和测试等全面的支持，就需要在方案上做出更好的优化选择，这样可以大大地降低成本，少走弯路，提高开发效率。奥迪A8在2013年的ECU就超过了100个，最近新款的奥迪Q8、A6的刹车泵，既可以走CAN总线，也可以走BSD总线，CAN FD上也有反馈。这种情况，不只出现在汽车电子，就轨道交通、医疗电子、工业自动化领域也会存在，技术在更新，应用在更新，自然，总线网络也就更新了。

我们在解码汽车DBC文件的过程中，采用英特佩斯SPY3工具，加载DBC文件，进行应用协议的解析，并且通过DBC发送相关的指令进行车辆的控制（动作测试），从而采集原车信号和报文及逻辑时序等。特别是在动力电池数据及安全性方面，经过我们和客户的共同项目测试，涵盖了充放电测试、工况模拟、安规、BMS通信等方面，也深入研究过特斯拉、比亚迪唐宋海豚海豹、小鹏的P7、理想L8、大众ID4、华为问界等十几款车型。

那随着单车智能升级的加速，原有的智能化升级方式会面临着研发和生产的成本剧增、安全性降低、算力不足等问题，传统的架构也需要升级。

首先在研发方面，我们的人力资源成本就是很大的一部分，而且招聘到对应的技术员，又能把这个事给做好，这种人，凤毛麟角或者比较昂贵，供应商还得和车厂沟通协作，甚至是合作。

其次就是汽车内部空间其实可利用的结构并不是很多，一台车都差不多有100来个ECU了，当线束长度越来越长，那么自动化效率就会大幅降低，现在都用OTA升级，100来个ECU一起升不同的软件，就看看出问题的概率大不大就是了。

其三就是关于数据的高效交换，ECU也要做很大的冗余，特别是域控制器算力上的，各部件的ECU连接99%是通过LIN/CAN/CAN FD等总线相连，传输速度和信息交换直接关系到车辆行驶安全。

风浪越大，鱼越贵是有道理的，至于以后6G网络来临，是否走向车云计算。那个，咱管不着。