【技术大神】选好MCU，轻松实现CAN FD通信设计
随着汽车电子的迅猛发展，尤其是电子ECU的数量越来越多，这就对汽车通信网路的传输速率和效率提出了新的要求。目前汽车通信网络主要使用的是CAN、LIN等传统方式，最近几年，越来越多的车厂、尤其是高端品牌的汽车逐步开始使用Ethernet、Flexray、MOST、CAN FD等总线。不过在这些新的总线技术当中，CAN FD的发展又是尤其迅猛，笔者分析这其中一个很重要的原因是由现在的CAN网络升级到CAN FD网络相对来说技术门坎较低，可用资源较多，对现有网络架构的改动也不是特别大，这样有利于车厂车型更新升级的连续性，并降低技术更新带来的风险。
笔者先带着大家简单回顾一下CAN FD的由来和特点。CAN FD是改善的CAN数据链路协议，为了缩小CAN网络（max. 1MBit/s）与FlexRay (max.10MBit/s)网络的带宽差距，BOSCH公司推出了CAN的替代总线——CAN FD。它继承了CAN总线的主要特性，比如同样的物理层、双线串行通讯协议、基于非破坏性仲裁技术、分布式实时控制、可靠的错误处理和检测机制等。这种相似性使ECU供应商不需要对ECU的软件部分做大规模修改即可升级汽车通信网络。CAN FD弥补了CAN总线在总线带宽和数据场长度的不足，将CAN的每帧8字节数据提高到64字节，波特率从最高的1Mbps提高到8~12Mbps,使得通讯效率提高8倍以上，大大提高了车辆数据的通讯效率。
笔者最近设计的一款新BCM中便用到了CAN FD。在这个项目中，由于总线负载率的原因，CAN总线已经满足不了新的需求了，车厂要求直接使用CAN FD。经过比较之后，笔者选择了RH850F1K 176pin的产品作为主控制MCU来设计这款BCM，选择的时候主要进行了如下几个方面的考虑：
• 产品可以同时支持CAN和CAN FD，这样一个平台可以覆盖多种应用需求。
• 多达2M的Code Flash空间可以对应复杂多变的BCM应用。
• 120MHz的主频很好的满足了车身控制的需求。
• 片内支持64KB Data Flash，可以降低系统整体的BOM成本。
• 非常丰富的AD资源恰好满足了这个项目中大量模拟量信号输入的需求。
• 超低功耗则与现在绿色环保的理念相吻合，也是BCM应用至关重要的一项指标。
• 支持功能安全和网络安全加密，便于今后功能的扩展。
上述几个原因是在选择MCU的时候所能看见的一些主要特点，其实，在使用了RH850F1K之后会发现这个产品更多用心的设计。就拿CAN FD这个功能来说，只是笔者用到的功能就有如下的一些：
• 这个MCU可以支持高达384个接收过滤列表，用户可以灵活的配置需要接收的报文，并且有足够的buffer可供用户使用。在接收规则上，ID和RTR均可以单独设置。
• 支持FIFO功能，既保证了接收的先后顺序，更重要的是可以很好解决丢帧的问题。
• 硬件支持报文路由功能，这个功能可以大大的降低CPU的负荷。这个功能也让笔者认识到很多时候只是简单的关注CPU的频率会比较片面，硬件功能会比软件实现实时性更好，效率更高。
• 支持CAN FD与DMA的联动。我们知道使用CAN FD之后传输的数据会增加，同样，靠DMA进行数据的传输可以简化软件设计，保证实时性。
工欲善其事，必先利其器。在进行新项目开发，尤其是涉及到新技术使用的时候，选择合适的硬件显得尤为重要。笔者使用RH850F1K进行CAN FD相关技术开发的时候感受尤为深刻，其CAN FD模块的设计在满足基本的CAN FD协议的基础上增加了很多更贴近项目实际需求的扩展功能，为工程师设计软硬件的时候带来了足够的灵活性。
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