局部網絡

　　當今的汽車可能包含大量ECU，高端車型中的ECU數量可能多達100個左右。大多數 ECU（如果不是全部的話）連接至CAN總線，因此，CAN總線始終是啟用的。即使發(fā)動機熄火時，某些ECU必須保持工作，以維持遙控開鎖（RKE）等功能的運作。這么多數量的ECU連接至總線，對總體電能消耗有重要影響。

　　局部網絡（Partial Networking， PN）是一種用于降低能耗同時使ECU能夠對喚醒指令作出響應的技術。系統(tǒng)僅在某些特定時刻根據需要啟用部分網絡，而其它節(jié)點保持在低功率狀態(tài)。有幾種可能的局部網絡應用方案。針對公路用車頒布的CAN標準ISO 11898-6定義了選擇性喚醒功能，作為以高速媒體存取提供局部網絡的方式。當某個ECU不要求工作時，它可能斷開與CAN網絡的連接，只要沒有特定指令傳送給這個特別節(jié)點。

　　為了配合局部網絡功能，各個節(jié)點要求專用收發(fā)器中內置“選擇性喚醒功能”。這種選擇性喚醒功能使不工作的ECU的電流消耗能降低至汽車制造商通常規(guī)定的100 μA平均待機電流極限范圍內。即使有這樣的省電效果，但連接至總線ECU數量眾多，以致于對總線的總能耗進而對汽車的燃油消耗有較大影響。這種途徑的另一項缺點就是跟每顆IC中必須包含的額外選擇性喚醒電路相關的系統(tǒng)成本增加了。此外，網絡內所有節(jié)點都需要軟件適配，以配合應用局部網絡。這就增加了較大的系統(tǒng)開發(fā)負荷。

　　引入CAN中繼器

　　通過將邏輯總線分割為兩個物理部分，使其中某個完整部分在不用時斷電，能夠獲得可貴的省電效果，如圖2所示。這可以通過在連接至CAN總線的某個模塊上引入雙向中繼器來實現(xiàn)。

　　圖3. 增加一個具有CAN中繼器的模塊使總線能夠分割為兩個部分

　　常規(guī)模塊包含一個連接至總線的CAN收發(fā)器，此收發(fā)器將物理CAN信號轉換為由微處理器模塊處理的數字信號。通常情況下，連接至總線的所有模塊都是這種類型。增加一個帶內置CAN中繼器的模塊會創(chuàng)建一個點，總線在此點能從物理上分為兩個部分。

　　如圖4所示，CAN中繼器以與獨立式CAN收發(fā)器類似的方式連接微控制器。在此器件內部，端口A上的每個信號傳輸至端口B，而端口B上的每個信號傳輸至端口A。CAN總線信號在微控制器中被解釋（interpreted）。CAN總線數據的重復在中繼器芯片內部完成。當接收到進入休眠（Go-to- Sleep）指令時，端口之間的連接被斷開，有效地斷開端口B上網絡部分的連接。斷開連接部分上的所有節(jié)點都可以進入極低能耗的休眠模式。

　　圖4. CAN中繼器模塊的內部架構。

　　這種方法簡單且性價比高，因為所有節(jié)點中除了一個節(jié)點外都可以使用標準 ISO11898-2或ISO11898-5收發(fā)器來應用，而且無須軟件適配。僅要求使用一個中繼器。當使用這種技術時，重要的是計算顧及到線纜長度、傳輸速度及由中繼器導致的額外延遲等因素的總體時序。

　　采用這種方式來分割總線也增強了汽車的故障容限（如線纜對地或電池短路）能力。如果有要求，還可以通過插入額外的總線中繼器，來進一步限制這些所謂的“硬”總線故障。還可以防止帶有像增加電磁輻射及散熱問題等后果的“軟”錯誤影響整個網絡。

　　結論

　　當今的汽車制造商越來越注重將汽車中每個系統(tǒng)的能效提升至最高，以滿足更嚴格的排放及燃油經濟性目標。為了符合汽車購買者乃至地球的需求，如今，前所未有地更加重要的是，充分利用新的IC進展來更高效率地在從熄火到所有系統(tǒng)工作等各個使用模式管理電氣能耗。