以太網(wǎng)無(wú)法取代CAN的原因是什么？

目前網(wǎng)絡(luò)上充斥著這樣一種聲音“以太網(wǎng)將取代CAN總線成為汽車唯一總線”相關(guān)的文章在搜索引擎上可以很容易的被搜到。這是不是真的呢？

首先在文章的開(kāi)頭先告訴大家答案：

就人類目前的技術(shù)來(lái)看，在車輛中以太網(wǎng)只能作為CAN總線的配合，暫時(shí)不存在取代CAN總線的可能性。

如果您并不滿足只知道結(jié)論，知其然并知其所以然，那么請(qǐng)閱讀接下來(lái)的文章。這可能會(huì)消耗您3分鐘的時(shí)間，但卻能告訴您得出這個(gè)答案的原因。

如大家所知，作為一種標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)以太網(wǎng)傳輸信號(hào)相較于CAN總線有著傳輸速率高、傳輸距離長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)在。而且技術(shù)已相當(dāng)成熟，掌握的人也比較多?？赡壳熬退闶且呀?jīng)用于汽車上了卻僅僅是用于傳輸雷達(dá)、視頻等高速信號(hào)。為什么不能制造一輛全用以太網(wǎng)總線通信的汽車呢？其主要原因如下：

CAN網(wǎng)絡(luò)的安全性

從網(wǎng)絡(luò)的連接來(lái)看，CAN總線通過(guò)物理信號(hào)來(lái)進(jìn)行連接，而以太網(wǎng)則是交換機(jī)連接。在以太網(wǎng)連接中交換機(jī)是必要的，一旦交換機(jī)有所差池整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都將崩潰。將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的安危交一臺(tái)太脆弱的交換機(jī)來(lái)承擔(dān)實(shí)在是太過(guò)于兒戲，而若是設(shè)置冗余備用又要增加許多成本。相比之下CAN總線的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，僅需拉兩條線而已，簡(jiǎn)潔而穩(wěn)定。對(duì)于安全第一的汽車來(lái)講，無(wú)疑是CAN總線更為適合。而且以太網(wǎng)采取超時(shí)重發(fā)機(jī)制，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的故障很容易擴(kuò)散到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，相較于CAN總線的分級(jí)仲裁制度也是遜色了不少。

CAN的成本決定

在安全性上我們提到了交換機(jī)。是的，一個(gè)以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的存在必不可少，而現(xiàn)代汽車網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)之多令人乍舌，若是全采用以太網(wǎng)來(lái)進(jìn)行通訊勢(shì)必需要一個(gè)或幾個(gè)超多接口的交換機(jī)。而且作為汽車這樣對(duì)安全性極為看重的產(chǎn)品，其交換機(jī)的穩(wěn)定性和質(zhì)量的要求也必定極高，這樣考慮下來(lái)成本的增加可不是一星半點(diǎn)。不斷增加的成本可不是汽車工廠的老板們?cè)敢饪吹降摹?/p>

軟件穩(wěn)定性

如果您看過(guò)電影《速度與激情8》相信您一定還記得其中“僵尸車”的情節(jié)。反派通過(guò)黑客技術(shù)控制了紐約市大量的具有‘’自動(dòng)駕駛‘’功能的汽車沖上街頭來(lái)圍攻持有重要文件的俄羅斯大使。雖然娛樂(lè)電影的劇情經(jīng)不起推敲，但能進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制的汽車確實(shí)可能被黑客趁虛而入。以太網(wǎng)作為一種標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)放式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)兼容性和互操作性好，資源共享的能力強(qiáng)，可以很容易的完成信息和資源的共享操作。無(wú)疑是降低了不法分子作案成本，提高了可操作性。相對(duì)而言CAN總線是一個(gè)專用的現(xiàn)場(chǎng)總線，黑客是很難進(jìn)入的。

最后讓我們來(lái)用表格進(jìn)行下歸納：

這樣看來(lái)，用以太網(wǎng)來(lái)替代CAN總線，已經(jīng)成為不可能完成的任務(wù)?？墒荂AN總線傳輸速度慢、傳輸距離有限的缺陷是實(shí)實(shí)在在存在著的，是否有合適的方案可以升級(jí)一下呢？就目前的技術(shù)而言，車載以太網(wǎng)為主干，CANFD作為子系統(tǒng)的通訊方式可謂是“萬(wàn)千寵愛(ài)于一身”的集大成之作了。既保留了CAN實(shí)時(shí)、安全的特性，又能夠提升通訊速度與傳輸距離，同時(shí)還保證了成本的控制，是“魚(yú)和熊掌拼盤”的最佳選擇。

CAN-FD對(duì)數(shù)據(jù)場(chǎng)的長(zhǎng)度作了很大的擴(kuò)充，DLC最大支持64個(gè)字節(jié)，在DLC小于等于8時(shí)與原CAN總線是一樣的，大于8時(shí)有一個(gè)非線性的增長(zhǎng)，所以最大的數(shù)據(jù)場(chǎng)長(zhǎng)度可達(dá)64字節(jié)。