20世紀90年代以后，CAN網絡就開始用到汽車上了。現在的一些高端汽車配備了60個以上的ECU（Electronic Control Unit，電子控制單元），這些ECU連到5個或更多的CAN網絡上。CAN協議是在1986年，由博世公司在底特律發布的。1992年，CAN正式成為了一個國際標準，即ISO 11898-1，在2003年進行了重新審核。目前，有超過50家的半導體制造商的產品支持CAN協議。同時，協議的穩定意味著各公司生產的CAN控制器可以互相兼容。為保持與CAN標準的兼容，需要采用一致性測試工具，因此CAN一致性測試計劃也成了一個國際標準（ISO 16845）。 在乘用車上應用CAN 汽車制造商正在全力進行系統集成，力爭減少ECU的數量以降低成本，他們的策略一般是增加ECU的功能，因此就需要采用32位的MCU，甚至那些功能相對簡單的ECU也采用了16位MCU。隨著帶有CAN接口的32位和16位MCU的價格不斷下降，所有的CAN用戶無疑都將因此而受益，特別是那些小批量購買的用戶。 可以通過下面的簡單計算對CAN市場有個初步了解。最重要的CAN是市場是汽車行業，通過很多市場研究報告，我們知道2005年大約售出了5000萬輛乘用車。假設這些車中有60%裝備了CAN網絡，平均每輛車安裝了10個CAN節點，那么總共就需要3億個CAN控制器，這還只是汽車行業所用的數量，而且還是保守的估計。我們還沒有算上卡車、大客車等其他種類的車輛。因此，還要加上其他市場使用的CAN的數量。2006年，CAN控制器的銷量預計有5億個。 CAN技術還沒有發展到頂峰。即使在汽車行業，我們也會發現許多新的挑戰。ACC（先進巡航控制）、EPB（電機械停車剎車）、EAS（電動空氣壓縮），以及BSD（盲點探測），這些新功能都需要用到CAN通信功能。當然，汽車中也會用到其他通信系統，如LIN總線。LIN主從總線系統在連接功能簡單的單元時的效率比CAN要高。然而，LIN通信的可靠性卻比不上CAN。時間觸發網絡，如FlexRay，已經在一些汽車上獲得了應用，某些寶馬汽車就用到了5個FlexRay節點。 FlexRay可以用在CAN無法滿足要求的地方。然而，FlexRay的成本要遠遠高于CAN。因此，在乘用車的嵌入式控制網絡上，CAN在未來的10年內仍將占據主導地位。 趨勢及前景 由于價格的原因，許多ECU仍然采用8位的MCU。要完成確定的功能，需要通過CAN網絡連接幾個8位ECU。然而，這種情況已經有所改變，特別是在傳動系統中，所有的ECU已經改用16位MCU了。其他需要改進的地方包括：具有更多的軟件和更多的標準接口，而且還需要更強的計算能力。ECU的數量不斷減少，使系統復雜度不會增加。 BMW的5系列汽車最多采用了95個ECU，每個ECU至少含有1個MCU。采用更集成的架構和使用更多的芯片將會簡化整個系統，還能大幅減少嵌入式處理器的數量。這將會降低集成成本，提高可靠性。這就是下一代傳動系統將使用32位MCU和集成DSP功能的原因，對于其他車內網絡來說，也是如此。在車身用電子器件中，ECU的功能不斷增加，因此需要比8位MCU更多的處理能力。 DSP的使用 在音視頻應用中，DSP的使用是非常廣的。在汽車電子中，DSP被用在信息娛樂系統中。一些信息娛樂設備會連到CAN網絡，接收來自其他ECU的數據。應用DSP的另一個例子是人機界面，對于汽車，就是儀表盤。 在一些汽車中，儀表盤的作用就象是車內網絡的中央網關。因此，用在儀表盤中的處理器需要不只一個片上的CAN模塊。 傳動系統中的ECU也需要帶有CAN接口的DSP。到目前為止，第一個實現傳動和高級安全功能的ECU就是基于DSP的。價格也是一個關鍵因素，DSP的成本在下降。但是，并不是所有的DSP都有汽車所需的外設，如片上CAN接口。有些DSP帶有集成的CAN模塊，但大多數DSP都沒有。因此一些芯片制造商為具有CAN接口的32位MCU增加DSP功能，英飛凌公司的Tricore系列和飛思卡爾半導體的Coldfire系列MCU是兩個典型例子。 更多的閃存 更復雜的ECU需要更多的軟件，更多的軟件需要更多的存儲器。更大的應用程序常常需要在使用前進行最后的升級，因此對閃存的需求是非常多的。有些ECU可能很快就需要1MB的Flash存儲器，甚至有可能需要4MB的閃存，特別是電子穩定性控制和自適應巡航控制需要更大的存儲器。有些廠商已經適時推出了帶有大容量閃存的MCU。 另一個發展趨勢是，MCU提供不止一個CAN模塊。32位的MCU可以執行不同的工作，并有可能連到CAN傳動系統，以及其他車內CAN網絡上，這些固有的網關功能被越來越多地采用。典型的例子是用于電子穩定性控制、自適應巡航和智能燈光控制的ECU。 聯合開發 汽車制造商已經與芯片制造商開展了很多密切合作，大多數CAN控制器和帶有片上CAN模塊的MCU就是在與汽車工程師的合作當中開發出來的。在這些芯片制造商當中，Fujitsu已經開發了大約100種汽車用芯片和特定的汽車用芯片組。這不單是由于芯片的產量很多，汽車的特殊需求和對成本的敏感也是重要的原因，因此芯片上只有所需的功能，多余的功能一概沒有。當然，汽車所需要的功能是一個都不能少的。出于這個原因，芯片制造商也參與到軟件的標準化工作中，例如Autosar。在標準化過程中，ECU和傳感器的集成是最困難的工作。軟件的標準化只是一方面，一個標準的硬件平臺意味著一個通用的MCU架構，有助于減少集成所花的力氣。因此，一些芯片制造商為汽車電子產品開發了專門的基于ARM內核的MCU。 傳感器和執行器的直接組網大多是在傳動系統、底盤等汽車應用之外完成的，這些設備可以用集成CAN模塊的芯片組來實現。這些芯片將會集成功率芯片和智能的IGBT，因此這又要求芯片制造商、傳感器制 造商和汽車工程師必須密切協作。在根據汽車標準和工程支持進行從前端和后端的芯片設計時，需要全面的專業知識，包括ICE（在電路仿真器）、應用筆記、軟件例程和EMC優化在內的各種設計工具。