遙控邊緣通訊協定

遙控通訊協定解決方案包括 10BASE-T1S、CAN FD light 和透過 CAN 的 UART。這些通訊協定以半雙工模式運作，允許在兩台裝置之間進行非同步雙向資料傳輸。半雙工可實現多點分支功能，其中有兩台以上裝置透過同一匯流排進行通訊，只需命令 ECU 中的單一網路裝置即可與多個邊緣節點互動。圖 7說明了多點分支拓撲結構的範例。

10BASE-T1S、CAN FD light 和透過 CAN 的 UART 通訊在多點分支與匯流排拓撲結構中，在速度、有效負載容量和節點數量上有所不同。表 2比較了這些通訊協定。

圖 8顯示了循環和命令應答機拓撲結構之間的差異。循環拓撲結構週期性運作，其中每個節點都基於其節點 ID 在每個週期有一個專用的傳輸機會。這會自動進行仲裁，但需要調停以確保優先度或時間關鍵資料不會因匯流排上的低優先度資料而延遲。命令應答機拓撲結構要求命令 ECU 在匯流排上發送資料之前提示下游節點。傳輸順序由命令 ECU 決定，而不是由節點 ID 決定。

10BASE-T1S 由電機電子工程師學會 (IEEE) 802.3cg 標準化，使用由技術委員會 18 標準化的遙控通訊協定。它以 10Mbps 的速度運作，採用循環多點分支拓撲結構。10BASE-T1S 作為乙太網路通訊協定，可以整合乙太網路功能，例如媒體存取控制安全性 (MACSec)、時效性網路 (TSN)、音訊視訊橋接 (AVB) 和資料線供電 (PoDL) 等。表 3介紹了這四個功能。此外，已使用高速乙太網路骨幹的系統可因採用全乙太網路的簡化軟體而獲益。

CAN FD light 是以國際標準化組織 (ISO) 11898-1:2024 標準為基礎的 CAN FD 變體，以 1Mbps 至 5Mbps 運作。傳統 CAN 採用 CAN 仲裁（節點同時傳輸，節點 ID 最低者獲勝），CAN FD light 與其不同，採用命令端-應答端拓撲結構運作。邊緣節點採用 CAN FD light 應答機，而命令 ECU 則使用 CAN FD light 命令或 CAN FD 收發器。由於許多預先存在的架構已使用 CAN FD 收發器與邊緣節點通訊，因此將 CAN FD light 整合到目前架構中十分簡單。然而，由於控制器仲裁階段的限制，要達到速度 >1Mbps，則需要 CAN FD light 命令。

10BASE-T1S 和 CAN FD light 通訊協定都會將乙太網路和 CAN 橋接至 SPI、I2C、UART、GPIO 和 PWM 等其他通訊協定（請參閱圖 9）。此橋接功能可透過 10BASE-T1S 和 CAN FD light 遙控多個感測器與驅動器，讓這兩種解決方案在各種終端應用中均具備用途。

透過 CAN 的 UART 使用 CAN 收發器透過 CAN 實體層 (PHY) 傳輸 UART 封包（請參閱圖 10）。透過 CAN 的 UART 在命令端-應答端拓撲結構中以 ≤1Mbps 運作，可提供符合成本效益的解決方案，但需仰賴 UART 架構驅動器（例如 LED），或具整合式即時控制和診斷功能的馬達驅動器。

具備整合式即時控制的智慧型驅動器可減少上游控制需求量，以補充遙控邊緣解決方案的不足。德州儀器 (TI) 提供無感測器馬達系統整合式控制的智慧型馬達驅動器，其中包含無刷 DC (BLDC) 馬達驅動器的無感測器場導向控制，以及適用於步進馬達驅動器的整合式電流感測與失速偵測。步進馬達特別適合遙控邊緣應用，因為鑑於旋轉準確度提升，步進馬達所需的上游診斷資料也較少。表 4列出部分 TI 裝置。