【導讀】每輛汽車(chē)中都有一個(gè)包含傳感器、電機和開(kāi)關(guān)的龐大車(chē)載網(wǎng)絡(luò )。這些網(wǎng)絡(luò )不斷發(fā)展以適應車(chē)輛上日益增加的連通性，總功耗也隨之增加，因此可能會(huì )對車(chē)輛的排放產(chǎn)生負面影響。
根據所使用的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議，有幾種方法可以降低功耗。本文將重點(diǎn)介紹經(jīng)典控制器局域網(wǎng)(CAN)設計，工程師和原始設備制造商(OEM)可以借助一個(gè)局部聯(lián)網(wǎng)架構來(lái)降低功耗和相應的排放。
內嵌CTA：要詳細了解如何配置可通過(guò)CAN收發(fā)器實(shí)現選擇性喚醒的網(wǎng)絡(luò )，請閱讀應用報告《選擇性喚醒配置指南：TCAN1145-Q1和TCAN1146-Q1》。
根據國際標準化組織(ISO)11898-5標準，局部聯(lián)網(wǎng)功能可以控制CAN總線(xiàn)發(fā)送喚醒信號時(shí)應激活的網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)或節點(diǎn)集群，同時(shí)使剩余節點(diǎn)處于低功耗睡眠模式，從而提高網(wǎng)絡(luò )性能并限制車(chē)輛功耗。
圖1展示了一個(gè)簡(jiǎn)化的汽車(chē)總線(xiàn)架構，每個(gè)圓圈代表一個(gè)在車(chē)輛運行期間執行特定操作的CAN或CAN靈活數據速率(FD)節點(diǎn)。
圖 1： 展示了網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的CAN總線(xiàn)架構。
為了更好地了解局部聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，讓我們來(lái)看一個(gè)在非局部聯(lián)網(wǎng)配置中使用擋風(fēng)玻璃雨刮器的示例。
通常情況下，當駕駛員使用擋風(fēng)玻璃雨刮器時(shí)，雨刮器會(huì )激活連接到車(chē)身控制模塊的開(kāi)關(guān)，然后該模塊會(huì )向擋風(fēng)玻璃雨刮器電機發(fā)送喚醒命令。
在不采用局部聯(lián)網(wǎng)的車(chē)輛中，總線(xiàn)上的所有節點(diǎn)都將在發(fā)出此喚醒請求時(shí)被喚醒，然后判斷自身是否為命令的預期接收者。當一個(gè)節點(diǎn)確定自身并非請求接收者后，該節點(diǎn)將恢復到待機模式（如果支持）。從功耗的角度來(lái)看，這樣效率很低，因為所有節點(diǎn)都會(huì )被喚醒以判斷自身是不是信號接收者；如果不是，則會(huì )返回到待機或睡眠狀態(tài)。
在上述擋風(fēng)玻璃雨刮器示例中，局部聯(lián)網(wǎng)功能可以通過(guò)僅啟用目標電機的目標喚醒對象來(lái)消除這種額外的喚醒周期。在此配置中，其他節點(diǎn)保持待機狀態(tài)，因此可以提高效率并降低功耗。
當考慮到一輛車(chē)可能有超過(guò)50個(gè)不同的節點(diǎn)時(shí)，潛在的節能效果可能會(huì )非?？捎^(guān)。
根據 CAN in Automation(CiA)（CAN協(xié)議國際用戶(hù)和制造商組織）發(fā)布的信息，僅配備15個(gè)電子控制單元(ECU)且活動(dòng)模式下功耗為250mA、選擇性睡眠模式下為50µA的車(chē)輛可減少近1g CO2/km。當擴大至50個(gè)電子控制單元(ECU)時(shí)，此數字可高達3g CO2/km。
如果車(chē)輛具有局部聯(lián)網(wǎng)功能，依靠這類(lèi)支持選擇性喚醒功能的CAN收發(fā)器將發(fā)揮出此配置的全面優(yōu)勢。諸如TCAN1145-Q1和TCAN1146-Q1之類(lèi)的CAN收發(fā)器有助于節省功耗和減少排放，并滿(mǎn)足嚴格的業(yè)界通用汽車(chē)認證要求。TCAN1146-Q1在正常運行中僅消耗1.5mA電流，因此有助于實(shí)現這些目標。
許多原始設備制造商(OEM)為了滿(mǎn)足法定排放要求，都在配置局部聯(lián)網(wǎng)功能。這些收發(fā)器在提供局部聯(lián)網(wǎng)功能的同時(shí)，還通過(guò)引腳兼容性提供附加的失效防護特性和制造靈活性。
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