KCU CAN / CAN FD通信アーキテクチャ

まとめ

KCU シリーズの CAN/CAN FD 通信構成は次のとおりです。 KCU GEN1 は、CAN 2.0B の 4 チャネル (アプリケーション用に 3 チャネル、デバッグ用に 1 チャネル) を提供します。KCU GEN2 (フェーズ B) 4 ウェイフル CAN 2.0B / CAN FD にアップグレードされました。KCU GEN2 Micro も、4 チャネルのフル CAN FD (最大データフェーズボーレート 2.0 Mbit/s) です。 CAN A にはウェイクアップ機能があり、CAN メッセージを通じてトランシーバーをウェイクアップしてメインコントローラーを起動できます。すべてのチャネルは KopherSAR の Can / CanIf / CanTp / PduR / COM モジュールを通じて統合され、部分ネットワーキングおよび NM ネットワーク管理をサポートします。

技術的な役割

CAN (Controller Area Network) は主流の車両通信バスです。 CAN FD (Flexible Data Rate) は拡張バージョンであり、以下を提供します。

より大きなデータペイロード: フレームあたり最大 64 バイト (CAN の場合は 8 バイト)。
データフェーズのボーレートの向上: データフェーズは 2 Mbit/s 以上に増加し、アービトレーションフェーズは 500 kbit/s に維持されます。
CRC の改善: 干渉に対する耐性が向上しました。

KCU プラットフォームは、製品の位置付けに応じてさまざまな CAN 構成を提供します。

製品	CAN チャネル	CANFD	アプリケーション
KCU GEN1	4 (3 ユーザー + 1 デバッグ)	いいえ	従来の車両通信アプリケーション。
KCU GEN2 (フェーズ B)	4	はい	中央 VCU / 車両メイン制御ノード。
KCU GEN2 マイクロ	4	はい	サブシステムノード/スマートアクチュエーターECU。

CAN A (CAN GEN2 / Micro の最初のチャネル) はウェイクアップ機能をサポートしています。ECU が低電力状態に入っても、トランシーバーは引き続きバスを監視し、特定の CAN パケットに遭遇するとメイン MCU をウェイクアップします。

建築

階層	役割
アプリケーション層 (SWC)	RTE を介して信号を送受信します。
KopherSAR COM	Pdu グループ / 信号の設定とコールバック。
PduR	Pdu ルーティング (COM ↔ DCM ↔ NM ↔ CanTp)。
キャントプ	ISO-TP セグメント化送信 (UDS の場合、大きなメッセージ)。
できるなら	CAN Frame ↔ Pdu 対応、Tx/Rx 処理。
できる MCAL	エンティティ CAN コントローラーの操作。
CANトランシーバー(TJA1145ATK/FD等)	物理層トランシーバー、CAN ウェイクアップ、部分ネットワーキング。
バス	車両CAN/CAN FDバス。

KopherSAR は、CanNm (CAN ネットワーク管理)、CanSM (状態マネージャー)、および ComM (通信マネージャー) を同時に統合し、BswM は異なるモード (NoCommunication / SilentCommunication / FullCommunication) 間の通信ステータスを切り替えます。

主要な機能

GEN1: 4 チャンネル CAN 2.0B、チャンネルプランニング 3 ユーザー + 1 デバッグ;標準 11 ビット / 拡張 29 ビット ID をサポートします。
GEN2 / Micro: 4 チャンネル CAN 2.0B / CAN FD、最大データ位相 2.0 Mbit/s。
CAN ウェイクアップ: CAN A (GEN2 / Micro) は PDU ウェイクアップをサポートします。静的消費電力を削減できます。
部分ネットワーキング: トランシーバーサポート (TJA1145ATK/FD) を通じて、特定の PDU の低電力監視をメインバス上で維持できます。
ISO-TP: CanTp は大きなメッセージのセグメント化された送信を提供し、UDS サービス (0x19、0x34/0x36 など) は CanTp を通じてフレーム間で送信されます。
NM: CanNm は、同期した睡眠/覚醒、活力メッセージの調整を提供します。

必要なエンジニアリング入力

入力	目的
DBC / ARXML 通信マトリックス	フレーム、信号、Pdu、ルーティングを構成します。
ボーレート設定	アービトレーションフェーズ (通常 500 kbit/s) とデータフェーズ (CAN FD 最大 2 Mbit/s)。
ウェイクアップ設定	どの Pdu がウェイクアップおよび休止状態への移行条件をトリガーするか。
部分的なネットワーク構成	PN、PN フレームコンテンツをサポートする ECU。
終端抵抗	車両のトポロジによって、どのノードに 120 Ω の終端抵抗が必要かが決まります。
ISO-TP 要件	大量のメッセージ送信 (OTA、UDS プログラミングセッションなど)。
NMの動作	ウェイクアップ同期、スリープ調整、ネットワークモード切り替え。

KopherBit がこれをサポートする方法

BSW: KopherSAR は、完全な Can / CanIf / CanTp / PduR / COM / CanNm / CanSM モジュールを提供します。
構成: KopherConfig ARXML、BSW 構成およびコードを DBC から直接インポートして生成します。
トランシーバーの統合: BCM / KCU プラットフォームは、TJA1145ATK/FD などの PN およびウェイクアップを備えたトランシーバーをサポートします。
診断統合: CanTp + DCM は、CAN/CAN FD 上の UDS を完全にサポートします。

よくある質問

KCU GEN1 は CAN FD にアップグレードできますか?

いいえ。GEN1 マスター MPC5744P CAN コントローラーは CAN 2.0B 仕様であり、CAN FD をサポートしていません。CAN FDが必要な場合は、KCU GEN2 / KCU GEN2 Microを選択してください。

ウェイクアップと部分ネットワーキングの違いは何ですか?

ウェイクアップとは、CAN パケットによって ECU が低電力状態からウェイクアップされることです。部分ネットワーキングとは、ECU の電源がオンのままで、特定の PDU のみをリッスンし、他のトラフィックを無視して低消費電力を実現する場合です。両方を組み合わせて使用できます。

120 Ω の終端抵抗が必要な CAN チャネルはどれですか?

車両のトポロジによって異なります。一般に、バスの両端には 120 Ω の終端抵抗があります。 KCU 内蔵終端抵抗が必要かどうかは、トポロジー内の位置 (エンドポイントか中間セクション) によって決まります。

CAN A ウェイクアップは実際にどのくらいの電力を消費しますか?

具体的な値は、使用する CAN トランシーバーと KCU マザーボードのスタンバイ構成によって異なります。TJA1145ATK/FD の静止電流は、PN/ウェイクアップモードで標準 1 桁 mA です。

CAN FD データフェーズには依然としてアービトレーションフェーズ 500 kbit/s が必要なのはなぜですか?

調停フェーズはすべてのノードと互換性がある必要があるため、500 kbit/s (標準) を維持します。 CAN FD は、データフェーズ (データロード送信フェーズ) 中にのみ高いボーレートに切り替わり、非 CAN FD ノードには影響しません。

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まとめ