旧技术 VS 新技术：以太网等技术是否应该取代 CAN？

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旧技术 VS 新技术：以太网等技术是否应该取代 CAN？

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https://m.xianjichina.com/special/detail_492964.html

在汽车等关键应用领域，旧技术如控制器区域网络（CAN）是否会被新技术如以太网取代？这是一个值得深入探讨的话题。本文将从技术可靠性、应用场景等多个维度，分析旧技术难以替代的原因，并探讨新技术如何在确保安全的前提下逐步取代旧技术。

虽然消费行业总是以新技术和新产品取代旧技术和旧产品，但一些应用程序继续使用旧技术，这是有原因的。为什么旧技术难以替代，以太网是否应该取代 CAN 等“古老”的技术，新技术如何在关键应用中取代旧技术？

为什么旧技术难以替代？

电子行业消费者面临的最大挑战之一是需要不断更换老化的技术。更换旧技术的需要可能来自多种原因，包括不适用于旧技术的新标准和故障硬件，其中可能包括电池不再充电或 PCB 上的部件故障。这种更换旧硬件的需求也对环境产生了连锁反应，产生了大量电子垃圾。

想象一下，对于一个必须保持旧系统可靠运行的工程师来说，这会是怎样的情景。有许多非常过时的系统示例仍然使用软盘等技术来运行。在这种情况下，修理设备可能是一场噩梦，因为此类硬件将不再生产。因此，工程师要么在市场上寻找备件，要么想办法为功能失调的设备注入新的活力。

在这样的应用中，冷酷的新技术可以轻松取代旧硬件吗？事实证明，新硬件可以很容易地取代旧硬件，但这样做并不总是可取的,其原因归结为可靠性。想象一下自 90 年代初以来一直安全运行的核电站。用于控制发电厂的计算机无疑将使用命令行磁盘操作系统，而使用 Windows 10 的单个台式机可能比整个发电厂拥有更多的处理能力。

但是，使用新系统升级工厂的计算机可能会导致严重危险的情况，原因很简单：旧计算机已被证明，而新计算机则不是。基本上，控制工厂的计算机系统已被证明运行良好数十年，但来自当地五金店的新 PC 已被证明连续运行了 0 年。如果在可靠性至关重要的应用中使用新计算机，不知道系统是否会在很长一段时间内正常运行. 对于桌面 PC 应用程序，这是可以接受的风险，但对于核电站来说，没有任何风险是可以接受的。

这种无法使用新技术也解释了为什么 NASA 飞船通常使用非常旧的计算系统，为什么发现伊丽莎白女王号使用 Windows XP，以及为什么许多企业使用几十年前的大型机。要查看在没有数十年可靠性证据的情况下尝试实施新技术时系统会发生什么情况的证据，只需看看特斯拉。从车祸到仪表板错误，特斯拉汽车基于较新的技术，其可靠性与使用旧技术的其他车辆不同。

以太网等技术是否应该取代 CAN？

这似乎是一个需要回答的非常具体的问题，但在阅读了一篇讨论以太网优于 CAN 的在线文章后被问到以及为什么汽车工程师应该转换。综上所述，工程师应该着眼于“干净的架构”，这意味着应该忘记他们所知道的关于标准和硬件偏好的一切，应该探索新技术，然后才能形成新的设计标准围绕最新技术。以太网技术提供了许多优于 CAN 的软件优势，使用标准 RJ45 电缆提供更简单的布线，以更高的速度运行，并且可以满足软件定义系统的高要求。

如果今天要从头开始设计汽车，以太网将是车辆中不同设备之间通信的理想选择。正如原始文章中正确指出的那样，以太网是一种高速通信系统，适用于现代技术。此外，以太网供电等功能可以帮助减少车辆中的布线数量，并且标准化连接器的使用将使汽车电气系统更容易布线和维护。

然而，今天还没有设计车辆，而且用以太网取代 CAN 是至少十年内不会发生的事情. CAN 最重要的概念之一是它的设计考虑了可靠性。与消费电子产品不同，汽车产品控制着高速行驶的 3 吨级死亡机器，因此对安全性和可靠性有着严格的要求。

CAN 还具有附加优势，即它使用终端电阻器将所有设备连接到同一总线。任何接线错误或故障设备都可以通过连接到网络的任何其他设备快速确定。此外，CAN 使用优先级系统来确保其消息最重要的设备在网络上传输。然而，以太网使用发送到集线器的消息，然后集线器将消息路由到控制器。缺少消息优先级意味着控制器需要时间来响应主要故障或错误消息。

然而，短期内不会被 CAN 取代的最基本的一点是，它有数十年可靠运行的证据。CAN标准随着时间的推移不断升级，但它是国际公认的，围绕CAN形成的许多测试程序表明它是一种可靠的汽车系统总线。虽然以太网也有几十年的使用历史，但它尚未用于汽车行业，因此无法可靠地放入车辆中。