“RAMN（Resistant Automotive Miniature Network）是一個(gè)由 4 個(gè)電子控制單元組成的微型 CAN/CAN-FD 測(cè)試平臺(tái)。”

KiCon Asia 2024 將于 2024 年 11 月 15~16 日在深圳舉行，報(bào)名已開啟： 海外的小伙伴仍可以在 KiCon 的官網(wǎng)購(gòu)買門票：

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Made with KiCad 系列將支持新的展示方式。直接將以下鏈接復(fù)制到瀏覽器中：

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概覽

RAMN（Resistant Automotive Miniature Network）是一個(gè)微型 CAN/CAN-FD 測(cè)試平臺(tái)，由四個(gè)電子控制單元（ECU）組成，僅由印刷電路板構(gòu)成?？梢詫?duì)這些 ECU 進(jìn)行編程，以模擬與我們團(tuán)隊(duì)的另一個(gè)項(xiàng)目 PASTA（https://github.com/pasta-auto/PASTA1.0） 相同的網(wǎng)絡(luò)流量。RAMN 通過(guò) USB 供電，可識(shí)別為標(biāo)準(zhǔn) CAN 適配器（slcan 或原生 socketCAN）。它可以與自動(dòng)駕駛模擬器 CARLA（https://github.com/carla-simulator/carla）進(jìn)行閉環(huán)連接。虛擬車輛發(fā)生的情況會(huì)對(duì)物理 CAN/CAN-FD 總線產(chǎn)生影響，反之亦然。RAMN 可通過(guò)多種可堆疊擴(kuò)展進(jìn)行擴(kuò)展，包括外部 quadSPI 存儲(chǔ)器和可信平臺(tái)模塊（TPM）。 RAMN 是一個(gè)信用卡大小的 ECU 測(cè)試平臺(tái)，用于安全地學(xué)習(xí)和研究汽車系統(tǒng)。 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(wǎng)絡(luò)。

主要功能

ECU網(wǎng)絡(luò)仿真

RAMN 模擬由 4 個(gè) ECU（電子控制單元）組成的 CAN-FD 網(wǎng)絡(luò)。默認(rèn)情況下，網(wǎng)絡(luò)流量規(guī)格與 PASTA 相同。 交互

RAMN 可通過(guò)使用 Arduino 樣式針座的電路板進(jìn)行擴(kuò)展。您可以添加傳感器和致動(dòng)器，并與 ECU 進(jìn)行物理交互。

即插即用

RAMN 通過(guò) USB 實(shí)現(xiàn) slcan 協(xié)議。它被視為標(biāo)準(zhǔn)的 CAN 至 USB 適配器。無(wú)需購(gòu)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(kuò)展性

您可以堆疊擴(kuò)展板來(lái)添加新功能，如可信平臺(tái)模塊（TPM）、外部存儲(chǔ)器和 JTAG 調(diào)試器。

模擬駕駛

RAMN 可與開源自動(dòng)駕駛模擬器 CARLA 進(jìn)行閉環(huán)連接。來(lái)自虛擬世界的值，如車速和油門控制，在 CAN-FD 總線和 ECU 內(nèi)部以物理形式存在。您可以自己駕駛汽車，也可以讓自動(dòng)駕駛算法來(lái)完成這項(xiàng)工作。

可編程

使用微控制器的內(nèi)置硬件引導(dǎo)加載器，可通過(guò) USB 對(duì)所有四個(gè) ECU 重新編程：無(wú)需 JTAG 編程器。

Layout 簡(jiǎn)潔

RAMN 僅包括按高公差設(shè)計(jì)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(xué)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(shè)計(jì)。微控制器的固件基于開源 RTOS freeRTOS 和開源庫(kù) STM32 HAL。

使用示例

我們將 RAMN 開放源代碼，希望能促進(jìn)汽車系統(tǒng)的教育和研究。RAMN 可用于：

提供電子和汽車系統(tǒng)培訓(xùn)。

開發(fā)和評(píng)估汽車技術(shù)時(shí)。

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(jì)劃。

教育

RAMN 嘗試采用盡可能多的流行技術(shù)，而不僅僅是 CAN-FD。擴(kuò)展板具有用于觀察重要信號(hào)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(jià)格低廉，非常適合需要許多電路板的情況，例如評(píng)估制造公差對(duì)技術(shù)的影響，或?qū)y(cè)試平臺(tái)置于可能會(huì)損壞它的條件下。真正的 ECU 與流行的開發(fā)板不同，因?yàn)樗鼈兊脑O(shè)計(jì)可以抵御惡劣的工作環(huán)境。RAMN 主要由汽車級(jí)元件制成，可在零下 40 至 150 攝氏度的環(huán)境中工作。微控制器雖然不是汽車級(jí)，但工作溫度可達(dá) -40 至 125 攝氏度。RAMN 試圖在開源、成本和真實(shí) ECU 網(wǎng)絡(luò)保真度之間保持平衡。擴(kuò)展板不是汽車級(jí)的。CAN-FD 總線末端的接線端子可讓您添加其他節(jié)點(diǎn)。它可用于開發(fā)和評(píng)估 ECU。但有一個(gè)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(shè)計(jì)

概覽 RAMN 的主板是一塊信用卡大小的 PCB 板，上面有 4 個(gè) ECU、一條 CAN FD 總線和一個(gè) USB 端口。 RAMN 的主板可通過(guò)擴(kuò)展板進(jìn)行擴(kuò)展，以增加傳感器和致動(dòng)器等功能。

ECU（電子控制單元）

RAMN 上有 4 個(gè) ECU（ECU A、ECU B、ECU C 和 ECU D），它們都采用共同的設(shè)計(jì)：

一個(gè)獨(dú)立電源

一個(gè)微控制器

一個(gè) CAN FD 收發(fā)器

一個(gè)擴(kuò)展端口

ECU A 還有一個(gè) USB 接口。USB 端口是整個(gè)電路板的主 5V 電源，也是對(duì)所有 ECU 重新編程的工具。ECU A 有 6 個(gè) 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(dòng)模式（BOOT0 引腳）

ECU D 有一個(gè)額外的分流電阻和夾式探頭，便于測(cè)量。

CAN FD 總線

RAMN 具有連接 4 個(gè) 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(cè)量。

可以通過(guò)接線板從外部訪問(wèn) CAN FD 總線。

框圖

原理圖 & PCB

RAMN 主板

License

CC BY-SA 4.0

倉(cāng)庫(kù) & 下載

可以在Github中獲取開源倉(cāng)庫(kù)：

https://github.com/ToyotaInfoTech/RAMN

Baidu 下載：

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審核編輯 黃宇