CAN FD技术在机器狗中的应用

为了弥补CAN总线的不足并兼容传统CAN总线、减少研发和移植的成本,CAN FD应运而生。虹科PCAN miniPCIe FD能够快捷地为机器狗控制系统中的工控机或单板电脑扩展CAN通道,并确保高速率。

机器狗是一种结合了仿生学和人工智能的仿生四足机器人,其外形与四足动物相似,由于其运动摆脱了轮式和履带式的设计,机器狗的机动性更为强大,能够灵活地完成多种复杂的运动,并能够在不同的地理环境中自主行走,甚至穿越人类无法抵达的极限环境,因而可用于服务、工程、安防、医疗、智能物流等领域。

根据我国《新一代人工智能发展规划》,预计到2030年,我国人工智能核心产业规模将超过1万亿元,带动相关产业规模超过10万亿元。也正是因为其广阔的市场应用前景,近几年国内科技公司纷纷入局仿生四足机器人市场。在2021年的春节联欢晚会上,宇树科技“犇犇”的亮相赚足了全国人民的眼球,而小米推出的万元机器狗“铁蛋”更是加快了仿生机器人向消费领域渗透的进程。

小米机器狗“铁蛋” | 图源小米官网

机器狗通常由主控MCU、伺服、关节电机和传感器等多种设备组成,一般采用CAN、485或其他工业以太网协议进行通讯。CAN协议是目前国际应用最广泛的现场总线之一,它采用双线串行通讯协议,可以为串行通信网络提供有效的分布式控制或实时控制。相较于其他通讯协议,CAN通讯具有鲁棒性较高、实时性强、抗干扰能力强和具备可靠的错误处理和检错机制等优势。例如,小米仿生机器人“铁蛋”中便大量使用了CAN总线技术。

小米机器狗“铁蛋”硬件架构图 | 图源网络(侵删)

随着实际应用对传输速率和带宽的要求越来越高,CAN总线渐渐显得力不从心。为了弥补CAN总线的不足并兼容传统CAN总线、减少研发和移植的成本,CAN FD应用而生。CAN FD协议引入了经过调整的CAN数据帧,每个数据帧最多支持64个字节,并支持双比特率从而提升速度。此外,CAN FD使用改进的循环冗余校验(CRC)和“受保护的填充位计数器”,从而降低了未被检测到的错误的风险。

虹科PCAN  miniPCIe FD 是 PCI 高速mini插槽的 CAN 接口,能够快捷地为机器狗控制系统中的工控机或单板电脑扩展CAN通道,并确保高速率。凭借其节省空间的格式,该板卡是将嵌入式系统连接到多达四个CAN FD和CAN网络的理想解决方案。计算机和CAN侧之间有高达300伏的电流隔离。该板卡有单通道、双通道或四通道版本。

除了miniPCIe以外,虹科PCAN还提供多种不同类型的扩展接口,如USB、PCI、PCIe、M.2.、串口RS232等。它能够用于监控CAN网络,也可以发送、保存、过滤CAN报文。

虹科PCAN-miniPCIe FD的关键特性:

  • 1、2 或 4 个高速 CAN 通道(ISO 11898-2)
  • 符合 CAN 规范0 A/B 和CAN FD总线
  • 数据字段的 CAN FD 比特率(最大 64 字节),从 25 千位/秒到 12 兆位/秒
  • CAN 比特率从 25 千位/秒到 1 兆位/秒
  • CAN连接上的电流隔离高达300 V,每个CAN通道分开
  • 通过总线主设备 DMA 进行数据传输
  • 扩展工作温度范围:-40 至 85 °C(-40 至 185 °F)

关于虹科

虹科是一家在工业自动化领域,特别是工业总线通讯行业经验超过15年的高科技公司。虹科智能自动化事业部与欧洲和美国的世界知名工业自动化、能源管理与楼宇自动化专家展开深度合作,提供业内顶尖水平的通信协议的软硬件解决方案,通信技术类型涉及工业自动化通讯协议【CAN、CANopen、EtherCAT、PROFINET、EtherNet/IP、IO-Link、OPC UA、MQTT、TSN】等,能源管理与楼宇自动化通讯协议【ASCII、BACnet、KNX、Modbus】等,解决方案包含:代码、芯片/模块、板卡、网关、IO、工控机、继电器、测试方案、培训和开发服务等。因此,虹科是国内为数极少的在OT领域深耕多年并技术经验全面的供应商。

虹科智能自动化事业部以客户需求为导向,以技术能力为基础,为国内企业提供最适合的产品和最满意的服务。作为链条最全、方案最丰富、且兼备技术服务落地的通信技术资源整合商,虹科服务的客户已经超过1000家,虹科工程师们一直在万物互联的潮流中扮演着如高速公路般的连接作用,这是我们的使命也是我们的自豪。

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