“RAMN(Resistant Automotive Miniature Network)是一個由 4 個電子控制單元組成的微型 CAN/CAN-FD 測試平臺。”
KiCon Asia 2024 將于 2024 年 11 月 15~16 日在深圳舉行,報名已開啟: 海外的小伙伴仍可以在 KiCon 的官網購買門票:
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國內的小伙伴可以在電子發燒友網站報名:
https://bbs.elecfans.com/jishu_2455217_1_1.html
Made with KiCad 系列將支持新的展示方式。直接將以下鏈接復制到瀏覽器中:
https://www.eda.cn/ecadViewer/viewerPage/?xmlId=083e6447-e69c-4945-bef9-56c2b0abe02c&fileZip=%2Fdata%2Fdesign%2Fdemo%2F083e6447-e69c-4945-bef9-56c2b0abe02c.zip 即可動態查看設計的原理圖、PCB、3D 及 BOM,查詢設計中器件、走線、焊盤的屬性詳情。還可以在原理圖中與AI小助手互動,幫您更高效地學習設計細節:
概覽
RAMN(Resistant Automotive Miniature Network)是一個微型 CAN/CAN-FD 測試平臺,由四個電子控制單元(ECU)組成,僅由印刷電路板構成。可以對這些 ECU 進行編程,以模擬與我們團隊的另一個項目 PASTA(https://github.com/pasta-auto/PASTA1.0) 相同的網絡流量。RAMN 通過 USB 供電,可識別為標準 CAN 適配器(slcan 或原生 socketCAN)。它可以與自動駕駛模擬器 CARLA(https://github.com/carla-simulator/carla)進行閉環連接。虛擬車輛發生的情況會對物理 CAN/CAN-FD 總線產生影響,反之亦然。RAMN 可通過多種可堆疊擴展進行擴展,包括外部 quadSPI 存儲器和可信平臺模塊(TPM)。 RAMN 是一個信用卡大小的 ECU 測試平臺,用于安全地學習和研究汽車系統。 RAMN 是一組 PCB(印刷電路板),可共同用于模擬 ECU(電子控制單元)的 CAN-FD 網絡。
主要功能
ECU網絡仿真
RAMN 模擬由 4 個 ECU(電子控制單元)組成的 CAN-FD 網絡。默認情況下,網絡流量規格與 PASTA 相同。 交互
RAMN 可通過使用 Arduino 樣式針座的電路板進行擴展。您可以添加傳感器和致動器,并與 ECU 進行物理交互。
即插即用
RAMN 通過 USB 實現 slcan 協議。它被視為標準的 CAN 至 USB 適配器。無需購買和連接其他工具,只需將 RAMN 插入 USB 端口即可開始使用。
可擴展性
您可以堆疊擴展板來添加新功能,如可信平臺模塊(TPM)、外部存儲器和 JTAG 調試器。
模擬駕駛
RAMN 可與開源自動駕駛模擬器 CARLA 進行閉環連接。來自虛擬世界的值,如車速和油門控制,在 CAN-FD 總線和 ECU 內部以物理形式存在。您可以自己駕駛汽車,也可以讓自動駕駛算法來完成這項工作。
可編程
使用微控制器的內置硬件引導加載器,可通過 USB 對所有四個 ECU 重新編程:無需 JTAG 編程器。
Layout 簡潔
RAMN 僅包括按高公差設計的印刷電路板。印刷電路板只有兩層,同一面有 SMD 元件。所有元件均可手工焊接,這使得電子初學者也能使用 RAMN。
使用開源工具制作
所有 PCB 均使用開源 CAD 工具 KiCad 設計。微控制器的固件基于開源 RTOS freeRTOS 和開源庫 STM32 HAL。
使用示例
我們將 RAMN 開放源代碼,希望能促進汽車系統的教育和研究。RAMN 可用于:
提供電子和汽車系統培訓。
開發和評估汽車技術時。
用于研究,尤其是在溫度和制造公差非常重要的情況下。
用于需要硬件的 CTF 和 Bug 賞金計劃。
教育
RAMN 嘗試采用盡可能多的流行技術,而不僅僅是 CAN-FD。擴展板具有用于觀察重要信號的夾式探頭,可用于研究模擬電路、SPI、I2C、UART 等。
科研
RAMN 只有信用卡大小。它價格低廉,非常適合需要許多電路板的情況,例如評估制造公差對技術的影響,或將測試平臺置于可能會損壞它的條件下。真正的 ECU 與流行的開發板不同,因為它們的設計可以抵御惡劣的工作環境。RAMN 主要由汽車級元件制成,可在零下 40 至 150 攝氏度的環境中工作。微控制器雖然不是汽車級,但工作溫度可達 -40 至 125 攝氏度。RAMN 試圖在開源、成本和真實 ECU 網絡保真度之間保持平衡。擴展板不是汽車級的。CAN-FD 總線末端的接線端子可讓您添加其他節點。它可用于開發和評估 ECU。但有一個限制:CAN-FD 總線是端接的,因此不能連接到真正的汽車上。
硬件設計
概覽 RAMN 的主板是一塊信用卡大小的 PCB 板,上面有 4 個 ECU、一條 CAN FD 總線和一個 USB 端口。 RAMN 的主板可通過擴展板進行擴展,以增加傳感器和致動器等功能。
ECU(電子控制單元)
RAMN 上有 4 個 ECU(ECU A、ECU B、ECU C 和 ECU D),它們都采用共同的設計:
一個獨立電源
一個微控制器
一個 CAN FD 收發器
一個擴展端口
ECU A 還有一個 USB 接口。USB 端口是整個電路板的主 5V 電源,也是對所有 ECU 重新編程的工具。ECU A 有 6 個 GPIO 用于控制:
ECU B、ECU C 和 ECU D 的電源
ECU B、ECU C 和 ECU D 的啟動模式(BOOT0 引腳)
ECU D 有一個額外的分流電阻和夾式探頭,便于測量。
CAN FD 總線
RAMN 具有連接 4 個 ECU 的 CAN FD 總線,兩端均采用 120 歐姆分離式終端。 CAN FD 總線還具有分流電阻和夾式探頭,便于測量。
可以通過接線板從外部訪問 CAN FD 總線。
框圖
原理圖 & PCB
RAMN 主板
License
CC BY-SA 4.0
倉庫 & 下載
可以在Github中獲取開源倉庫:
https://github.com/ToyotaInfoTech/RAMN
Baidu 下載:
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