解碼大眾全新數字高爾夫8汽車CAN FD行駛功能電氣架構

據在大眾原廠的伙伴介紹，全新數字高爾夫8將在11月上市銷售，目前高爾夫8在行駛功能電氣架構上采用的CAN FD，在多媒體這一塊采用的以太網，后續估計大部分類似同樣MQBEvo平臺的車型均會復制升級過來，那么，未來在MQBEvo平臺的車型將代表著大眾智能化、數字化、電氣化的一種新標準。他們內部結構和框架也做了很大的改動，數據和總線，是我們關注的要點，雖然暫時不知道以后涉及的數據和控制到哪一步，至少，我們首先得獲取到大眾原廠的CAN FD數據，再談數據應用。

CAN FD我們研究得還不深入，僅在已經裝配的部分車型上做了深入研究，比如奔馳、理想汽車、小鵬、特斯拉、路特斯、奧迪、路特斯等。那么，大眾高爾夫8是沿用奧迪的那一套嗎？說不清楚，因為還沒研究。但是CAN FD總線，并不是新物種，BOSCH在2011年就發布了這個新一代的通信技術。

在域控制器領域，已有不少車型涉及并采用CAN FD已經實現了功能就有座椅調節、后視鏡控制、空調控制等功能，綜合統一管理各執行器，合理有效地分配系統資源。車身域控制器的功能眾多，包括實現燈光控制、雨刮控制、門窗控制、后視鏡折疊控制、PEPS、座椅控制等，其中燈光控制部分就包括了近光燈、遠光燈、位置燈、轉向燈、剎車燈、日行燈。

車身雨刮部分包括了低速雨刮、高速雨刮、間隔控制和點刮，門窗控制部分包括了四門閉鎖、碰撞解鎖、自動落鎖、車窗升降及百分比、車窗防夾及一鍵升窗，后視鏡包括了折展、調節及加熱，PEPS包括了無鑰匙啟動、無鑰匙進入、迎賓功能、發動機防盜、整車電源控制與管理，座椅包括控制調節與通風、加熱，其他還包括OTA及遠程診斷、升級、刷寫、駕駛模式設定等等。通過CAN FD報文數據長度可以看出：

以太網相對來說成本要高出很多，那么在智能座艙這邊的域控，采用以太網作為信號和數據傳輸以及娛樂系統應用，比較合適。但受制于大多傳感器和控制單元、零部件均還是用的CAN或者CAN FD，那么勢必在大眾高爾夫8上，要獲取到原廠協議數據，就很必要去做好基于汽車行駛電氣MCU可擴展CAN/CAN FD的數據接口。

在設計CAN產品時，MCU的CAN控制器資源是我們工程師們關注的第一要素，特別是像一些包括了CAN控制的MCU、核心板、工控板升級中需要增加CAN/CAN FD接口。但是原有的標準CAN2.0硬件方案中，會資源不夠的情況，另一些就是需要使用到多路CAN接口，而大部分MCU支持的CAN總線接口又不多，導致CAN接口數量又滿足不了。這就需要將MCU多余的通信接口擴展為CAN接口，說來是有點小麻煩，但是技術上也能曲線救國。

速銳得最近嘗試用UART/SPI接口轉CAN隔離模塊，可以很方便的嵌入到具有UART/SPI接口的設備中，在不需要改變原硬件結構的前提下獲得CAN_BUS通信接口。造成這個的主要原因是，早期的產品使用的是RS485或者RS232通信，現階段需要將產品升級到CAN/CAN FD通信，另外就是之前零部件受制于車企成本限制，部分主控MCU可能都用的不帶CAN的微處理器，其三就是汽車越來越發達，多路CAN的場景需求滿足不了了。例如一些充電樁的控制器，CAN的路數要大于2路，市面上支持2路以上CAN的微處理器極少，或者價格不菲。

當然，也有一些其他的思路，比如串口轉CAN、以太網轉CAN、WIFI轉CAN、光纖轉CAN，成本不同而已。UART/SPI接口轉CAN主要有2種形式，一種是利用協議控制芯片實現，另一種通過嵌入式轉換模塊實現。真碰到這個情況，我們會推薦客戶采用第二種。這個具備三方面的優勢：

1、配置簡單方便，配合上位機或者串口指令，幾個簡單的串口數據就可以完成

2、數據緩存大，在高速或者數據吞吐量大時可以避免丟幀的現象

3、性能優異，模塊自帶MCU完成協議轉換及緩存處理，減輕用戶MCU負擔

CANFDSM-100其實還是指的推薦的一款串口轉CAN的模塊，雖然不帶CAN或者CAN FD收發器，用自己增加隔離或者不隔離的收發器即可。

但是如果沒有以前的拖泥帶水的設計，那么就直接采用帶CAN FD功能的MCU直接自己增加CAN收發器，設計大眾高爾夫8的CANFD產品即可。利用協議控制芯片實現，就等同于重新開發，硬件架構將改為如下圖示，也不需要做其他的轉換，目前采用的CAN收發器已經足夠滿足5M的數據交互，因此，CAN收發器也不用變更。

如電路設計所示：

高爾夫數據采用直接在原車CAN FD或者車身網關接入，大眾車型的網關位置有三個，一個是主駕駛門內置裝飾面板內，一個是方向盤下邊，方向機的CAN網絡，另外一個是油門踏板上方的CAN網關位置。這三個相對來說，比較明顯，不用拆卸大量的裝飾面板。

數據可以通過2個渠道獲得，一是原廠的協議授權，我估計這個不太現實，畢竟人家是呵呵，二是通過網關，自行解碼DBC報文中CAN ID。這個可能性有幾種，一是CAN FD中混著有標準CAN數據，比如某零部件就是用的CAN，如果要采集這個零部件的數據，依舊采用標準CAN，一種是CAN FD，那么解析CAN FD中的字節，必然會涉及長度、位移、算法，并且波特率還可能是變化的，不像標準CAN一樣，500K。那么，一款你覺得很普通的高爾夫，在這些數字技術面前，可能比做個寶馬奔馳要難很多了。

數據轉換有透明轉換、透明帶標識轉換、自定義協議轉換的三種情況，這也是為什么大眾高爾夫8能用全新數字汽車這個來定義自己，核心功能模塊傳輸效率達到100M/s，“數字化”是全新一代高爾夫的關鍵詞，新技術的應用還真的不是體現在汽車售價價格上的高低問題。以太網的部分，歸屬高爾夫的智能座艙，我們沒有深入研究，只是作為數據接口的端口。