遠程控制邊緣協議

遠程控制協議解決方案包括 10BASE-T1S、CAN FD Light 和 UART over CAN。這些協議以半雙工模式運行，允許兩個器件之間進行非同步雙向數據傳輸。半雙工支持多點功能，即兩個以上器件在同一條總線上通信，只需要命令器 ECU 中的一個網絡器件與多個邊緣節點交互。圖 7 展示了一個多點拓撲示例。

10BASE-T1S、CAN FD Light 和 UART over CAN 在速度、有效載荷容量以及多點和總線拓撲中的節點數量方面存在差異同。表 2 對這些協議進行了比較。

圖 8 展示了輪循拓撲和命令器/響應器拓撲之間的差異。輪詢拓撲循環運行，在每一周期，每個節點根據其節點 ID 有一個專屬傳輸機會。這樣，仲裁將自動進行，但需要進行調解以確保優先級或時間關鍵型數據不會因總線上的低優先級數據而延遲。命令器/響應器拓撲要求命令器 ECU 在總線上發送數據之前提示下游節點。傳輸順序由命令器 ECU 而不是由節點 ID 決定。

10BASE-T1S 由電氣電子工程師協會 (IEEE) 802.3cg 實現標準化，它使用由技術委員會 18 制訂標準的遠程控制協議。其工作速率為 10Mbps 并采用輪詢多點拓撲。作為以太網協議，10BASE-T1S 可以集成以太網功能，例如媒體訪問控制安全 (MACSec)、時間敏感網絡 (TSN)、音頻視頻橋接 (AVB) 和數據線供電 (PoDL)。表 3 介紹描述了這四個功能。此外，已經使用高速以太網主干網的系統可以在整個以太網網絡受益于精簡的軟件。

CAN FD Light 是基于國際標準化組織 (ISO) 11898-1:2024 標準的 CAN FD 的一個版本，工作速率為 1Mbps 至 5Mbps。與遵循 CAN 仲裁（節點同時傳輸，節點 ID 最小的節點勝出）的傳統 CAN 不同，CAN FD Light 采用命令器/響應器者拓撲運行。邊緣節點使用 CAN FD Light 響應器，命令器 ECU 使用 CAN FD Light 命令器或 CAN FD 收發器。由于許多現有架構已經使用 CAN FD 收發器與邊緣節點通信，因此可以輕松地將 CAN FD Light 集成到當前架構。然而，考慮到控制器仲裁階段的限制，實現 >1Mbps 的速度需要使用 CAN FD Light 命令器。

10BASE-T1S 和 CAN FD Light 協議將以太網和 CAN 橋接至 SPI、I2C、UART、GPIO 和 PWM 等其他協議（請參閱圖 9）。這種橋接可通過 10BASE-T1S 和 CAN FD Light 實現多個傳感器和驅動器的遠程控制，使這兩種解決方案可在各種終端應用中通用。

UART over CAN 使用 CAN 收發器通過 CAN 物理層 (PHY) 傳輸 UART 數據包（請參閱圖 10）。在命令器/響應器拓撲中，UART over CAN 的工作速率 ≤1Mbps，它提供了一種具有成本效益的解決方案，但依賴于基于 UART 的驅動器（例如 LED）或具有集成實時控制和診斷功能的電機驅動器。

具有集成實時控制的智能驅動器補充完善了遠程控制邊緣解決方案，它減少了上游控制要求。德州儀器 (TI) 為無傳感器電機系統提供具有集成控制的智能電機驅動器，包括用于無刷直流 (BLDC) 電機驅動器的無傳感器磁場定向控制以及用于步進電機驅動器的集成電流檢測和失速檢測。步進電機由于旋轉精度更高，特別適合遠程控制邊緣應用，因為它們需要更少的上游診斷數據。表 4 列出了一些 TI 器件。