英飛凌推出了多款經(jīng)AEC-Q100認(rèn)證，數(shù)據(jù)傳輸率高達(dá)5 Mbit/s的獨(dú)立式收發(fā)器及系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片 (SBC)。

根據(jù)ISO 11898-2:2016協(xié)議對(duì)CAN高速媒體存取單元進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置。它指定了數(shù)據(jù)傳輸率為2 Mbit/s 和5 Mbit/s 的收發(fā)器的參數(shù)。CiA 甚至建議使用符合 5 Mbit/s 參數(shù)的 2 Mbit/s CAN FD 網(wǎng)絡(luò)。幾乎所有的汽車制造商都已開(kāi)始從經(jīng)典的 CAN 遷移到 CAN FD 網(wǎng)絡(luò)。然而除了商用車輛，其他行業(yè)進(jìn)展較慢。市場(chǎng)領(lǐng)軍的卡車OEM廠商和某些建筑機(jī)械制造商也在內(nèi)部推出了 CAN FD 項(xiàng)目。

英飛凌開(kāi)發(fā)了多種符合 ISO 11898-2:2016 標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品， 數(shù)據(jù)傳輸率從2 Mbit/s 到 5 Mbit/s。TLE9250X 獨(dú)立式收發(fā)器是其中一個(gè)產(chǎn)品。該產(chǎn)品采用 PG-DSO-8 或無(wú)引腳 PG-TSON-8 封裝，符合傳輸速率高達(dá) 5 Mbit/s 的要求。當(dāng)收發(fā)器未上電時(shí)，網(wǎng)絡(luò)被切斷，并通過(guò)對(duì)CAN FD網(wǎng)絡(luò)其它節(jié)點(diǎn)施加最小負(fù)荷就表現(xiàn)出理想的無(wú)源性能。過(guò)溫保護(hù)、輸出電流限制或 TxD 超時(shí)功能等故障安全功能可以保護(hù)產(chǎn)品和外部電路免受不可挽回的損壞。

基于對(duì)稱的 CAN-H 和 CAN-L 輸出信號(hào)，該組件在很寬泛的頻率范圍內(nèi)具有低電磁輻射 (EME)。該收發(fā)器能夠滿足更嚴(yán)格的 EMC 測(cè)試限制，而無(wú)需額外的外部電路，例如像共模扼流圈。發(fā)射器的對(duì)稱性與接收器的優(yōu)化延遲對(duì)稱性相結(jié)合，使收發(fā)器支持的傳輸速率達(dá) 5 Mbit/s。當(dāng)然，這取決于網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模以及隨之而來(lái)的寄生效應(yīng)。

操作模式

TLE9250X 支持三種操作模式：正常操作模式、僅接收模式和強(qiáng)制僅接收模式。更改操作模式可以通過(guò) RM 模式選擇輸入引腳觸發(fā)，或者通過(guò)發(fā)射器電源的欠壓事件觸發(fā)。VIO 數(shù)字電源上的欠壓事件會(huì)使收發(fā)器掉電。

在正常操作模式下，發(fā)送器處于活動(dòng)狀態(tài)，并將 TxD 輸入引腳上的串行數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)到 CAN-H 和 CAN-L 引腳。接收器也將被啟用，并將來(lái)自網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為 RxD 輸出上的串行數(shù)據(jù)流。強(qiáng)制接收模式是一種故障安全模式，當(dāng)無(wú)法使用收發(fā)器電源時(shí)進(jìn)入該模式。發(fā)射器被禁用，TxD 輸入端的數(shù)據(jù)被阻止，但處于正常模式的接收器被啟用。在僅接收模式下，發(fā)射器被禁用，且接收器處于活動(dòng)狀態(tài)。該模式由用戶觸發(fā)。同時(shí)還有一個(gè)掉電狀態(tài)，在該狀態(tài)中，接收器的差分輸入電阻被斷開(kāi)。CAN-H 和 CAN-L 線路是浮動(dòng)的。收發(fā)器充當(dāng)高阻抗輸入，漏電電流非常小。高阻輸入不會(huì)影響 CAN FD 網(wǎng)絡(luò)的“隱性”電平，并可降低EME電磁輻射。在掉電狀態(tài)下，收發(fā)器是網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)不可視節(jié)點(diǎn)。

故障安全功能

收發(fā)器提供了故障安全功能，如短路保護(hù)、TxD 超時(shí)和過(guò)溫保護(hù)。此外，RM 輸入引腳還有一個(gè)接地的內(nèi)部下拉電流源。所有其他邏輯輸入引腳都有一個(gè)接VIO 的內(nèi)部上拉電流源。當(dāng) VIO 和 VCC 電源被激活且邏輯引腳開(kāi)路時(shí)，收發(fā)器默認(rèn)進(jìn)入正常工作模式。

如果 TxD 引腳上的邏輯信號(hào)處于持續(xù)“低”的狀態(tài)，TxD 超時(shí)功能可以保護(hù) CAN 網(wǎng)絡(luò)不被永久阻塞。例如，TxD 引腳上的連續(xù)“低”信號(hào)，其根源可能在鎖定的微控制器中或印刷電路板上的短路。ISO 11898- 2:2016 并沒(méi)有對(duì)這些故障安全功能做要求。這些功能與具體實(shí)施相關(guān)，但通常由汽車制造商提出相關(guān)要求。

更多收發(fā)器和 SBC

英飛凌還推出了 TLE9251X 收發(fā)器系列，具有相同的功能，但具備了額外的喚醒行為。它支持 3.3-V 和 5-V 操作。如 TLE9251、TLE9252X 芯片具有定時(shí)喚醒功能，并采用 14 引腳封裝。它們還支持蓄電池電源接入。TLE9255WXX的選擇性喚醒功能符合ISO 11898-2:2016標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，所有這些產(chǎn)品都符合傳輸速率高達(dá) 5 Mbit/s 的要求。此外還有 14 針雙端口收發(fā)器。所有這些產(chǎn)品都符合 ISO 11898-2:2016 標(biāo)準(zhǔn)。此標(biāo)準(zhǔn)取代了之前的三個(gè)版本：ISO 11898-2、ISO 11898-5 和 ISO 11898-6。相關(guān)的一致性測(cè)試計(jì)劃將在 ISO 16845-2:2018 中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。

CAN 收發(fā)器也可以在 SBC 中使用。這些是芯片提供的附加功能。英飛凌的 Lite SBC 系列包括 LDO （低壓差）穩(wěn)壓器和 DC/DC 模塊以及一個(gè) CAN 收發(fā)器。中端 SBC 具有一個(gè) CAN 和多達(dá)四個(gè) LIN 收發(fā)器。同時(shí)還有帶 DC/DC 單元和多達(dá)四個(gè) LIN 收發(fā)器的 CAN 產(chǎn)品。除了那些正在開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品外，英飛凌還提供了帶有四個(gè) CAN 收發(fā)器的 Multi-CAN SBC。

圖 1：支持多種模式并提供故障安全功能的 TLE9250X 收發(fā)器框圖

符合11898-2:2016 標(biāo)準(zhǔn)芯片的問(wèn)世只是第一步

設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需要更多的標(biāo)準(zhǔn)化。有必要對(duì)其他物理層組件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。CiA、Jaspar（日本）和 SAE（美國(guó)）制定了這樣的規(guī)則。最近，CiA 開(kāi)始針對(duì)共模扼流圈和電纜給出了建議。SAE 已經(jīng)發(fā)布了針對(duì)專用 CAN FD 網(wǎng)絡(luò)的建議SAE J2284-4/5，并且 Jaspar 也推出了一些設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)建議。

一些應(yīng)用將受益于集成到 CAN 收發(fā)器芯片中的振鈴抑制電路。特別是如果使用非線性拓?fù)洌缇哂幸粋€(gè)或多個(gè)星型的混合拓?fù)洹．?dāng)需要的傳輸速率高于 5 Mbit/s時(shí)，也可以使用振鈴抑制電路。CiA 的一個(gè)特別小組規(guī)定了振鈴抑制的要求。英飛凌等公司積極參與該小組。OEM也是該小組成員之一。