原创 解码大众全新数字高尔夫8汽车CAN FD行驶功能电气架构

据在大众原厂的伙伴介绍，全新数字高尔夫8将在11月上市销售，目前高尔夫8在行驶功能电气架构上采用的CAN FD，在多媒体这一块采用的以太网，后续估计大部分类似同样MQBEvo平台的车型均会复制升级过来，那么，未来在MQBEvo平台的车型将代表着大众智能化、数字化、电气化的一种新标准。他们内部结构和框架也做了很大的改动，数据和总线，是我们关注的要点，虽然暂时不知道以后涉及的数据和控制到哪一步，至少，我们首先得获取到大众原厂的CAN FD数据，再谈数据应用。

CAN FD我们研究得还不深入，仅在已经装配的部分车型上做了深入研究，比如奔驰、理想汽车、小鹏、特斯拉、路特斯、奥迪、路特斯等。那么，大众高尔夫8是沿用奥迪的那一套吗？说不清楚，因为还没研究。但是CAN FD总线，并不是新物种，BOSCH在2011年就发布了这个新一代的通信技术。

在域控制器领域，已有不少车型涉及并采用CAN FD已经实现了功能就有座椅调节、后视镜控制、空调控制等功能，综合统一管理各执行器，合理有效地分配系统资源。车身域控制器的功能众多，包括实现灯光控制、雨刮控制、门窗控制、后视镜折叠控制、PEPS、座椅控制等，其中灯光控制部分就包括了近光灯、远光灯、位置灯、转向灯、刹车灯、日行灯。

车身雨刮部分包括了低速雨刮、高速雨刮、间隔控制和点刮，门窗控制部分包括了四门闭锁、碰撞解锁、自动落锁、车窗升降及百分比、车窗防夹及一键升窗，后视镜包括了折展、调节及加热，PEPS包括了无钥匙启动、无钥匙进入、迎宾功能、发动机防盗、整车电源控制与管理，座椅包括控制调节与通风、加热，其他还包括OTA及远程诊断、升级、刷写、驾驶模式设定等等。通过CAN FD报文数据长度可以看出：

以太网相对来说成本要高出很多，那么在智能座舱这边的域控，采用以太网作为信号和数据传输以及娱乐系统应用，比较合适。但受制于大多传感器和控制单元、零部件均还是用的CAN或者CAN FD，那么势必在大众高尔夫8上，要获取到原厂协议数据，就很必要去做好基于汽车行驶电气MCU可扩展CAN/CAN FD的数据接口。

在设计CAN产品时，MCU的CAN控制器资源是我们工程师们关注的第一要素，特别是像一些包括了CAN控制的MCU、核心板、工控板升级中需要增加CAN/CAN FD接口。但是原有的标准CAN2.0硬件方案中，会资源不够的情况，另一些就是需要使用到多路CAN接口，而大部分MCU支持的CAN总线接口又不多，导致CAN接口数量又满足不了。这就需要将MCU多余的通信接口扩展为CAN接口，说来是有点小麻烦，但是技术上也能曲线救国。

速锐得最近尝试用UART/SPI接口转CAN隔离模块，可以很方便的嵌入到具有UART/SPI接口的设备中，在不需要改变原硬件结构的前提下获得CAN_BUS通信接口。造成这个的主要原因是，早期的产品使用的是RS485或者RS232通信，现阶段需要将产品升级到CAN/CAN FD通信，另外就是之前零部件受制于车企成本限制，部分主控MCU可能都用的不带CAN的微处理器，其三就是汽车越来越发达，多路CAN的场景需求满足不了了。例如一些充电桩的控制器，CAN的路数要大于2路，市面上支持2路以上CAN的微处理器极少，或者价格不菲。

当然，也有一些其他的思路，比如串口转CAN、以太网转CAN、WIFI转CAN、光纤转CAN，成本不同而已。UART/SPI接口转CAN主要有2种形式，一种是利用协议控制芯片实现，另一种通过嵌入式转换模块实现。真碰到这个情况，我们会推荐客户采用第二种。这个具备三方面的优势：

1、配置简单方便，配合上位机或者串口指令，几个简单的串口数据就可以完成

2、数据缓存大，在高速或者数据吞吐量大时可以避免丢帧的现象

3、性能优异，模块自带MCU完成协议转换及缓存处理，减轻用户MCU负担

CANFDSM-100其实还是指的推荐的一款串口转CAN的模块，虽然不带CAN或者CAN FD收发器，用自己增加隔离或者不隔离的收发器即可。

但是如果没有以前的拖泥带水的设计，那么就直接采用带CAN FD功能的MCU直接自己增加CAN收发器，设计大众高尔夫8的CANFD产品即可。利用协议控制芯片实现，就等同于重新开发，硬件架构将改为如下图示，也不需要做其他的转换，目前采用的CAN收发器已经足够满足5M的数据交互，因此，CAN收发器也不用变更。

如电路设计所示：

高尔夫数据采用直接在原车CAN FD或者车身网关接入，大众车型的网关位置有三个，一个是主驾驶门内置装饰面板内，一个是方向盘下边，方向机的CAN网络，另外一个是油门踏板上方的CAN网关位置。这三个相对来说，比较明显，不用拆卸大量的装饰面板。

数据可以通过2个渠道获得，一是原厂的协议授权，我估计这个不太现实，毕竟人家是呵呵，二是通过网关，自行解码DBC报文中CAN ID。这个可能性有几种，一是CAN FD中混着有标准CAN数据，比如某零部件就是用的CAN，如果要采集这个零部件的数据，依旧采用标准CAN，一种是CAN FD，那么解析CAN FD中的字节，必然会涉及长度、位移、算法，并且波特率还可能是变化的，不像标准CAN一样，500K。那么，一款你觉得很普通的高尔夫，在这些数字技术面前，可能比做个宝马奔驰要难很多了。

数据转换有透明转换、透明带标识转换、自定义协议转换的三种情况，这也是为什么大众高尔夫8能用全新数字汽车这个来定义自己，核心功能模块传输效率达到100M/s，“数字化”是全新一代高尔夫的关键词，新技术的应用还真的不是体现在汽车售价价格上的高低问题。以太网的部分，归属高尔夫的智能座舱，我们没有深入研究，只是作为数据接口的端口。