對于車載網(wǎng)絡(luò)而言，link" href="http://forexkbc.com/tags/CAN" target="_blank">CAN和LIN作為基礎(chǔ)的總線技術(shù)存在已久,，但它們已經(jīng)不能滿足車載網(wǎng)絡(luò)中更多功能的負(fù)載——一方面是數(shù)據(jù)傳輸率和吞吐量的加大,，同時(shí),，還要增加一些保護(hù)功能，如總線故障保護(hù)和靜電釋放保護(hù),，以及通過1.8V - 3.3V 或 1.8V - 5V輸入/輸出與處理器往返數(shù)據(jù)的能力,，而在滿足這些需求的同時(shí)，設(shè)計(jì)的復(fù)雜性,、空間和成本也必須有效控制,。
數(shù)據(jù)傳輸率和吞吐量的加大對帶寬和數(shù)據(jù)速率靈活性提出更高的要求，這加大了對CAN FD（靈活數(shù)據(jù)速率）這一通信協(xié)議的應(yīng)用需求,。相較于CAN,，CAN FD能支持高達(dá)5 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率和高達(dá)64字節(jié)的有效負(fù)荷，它可以支持汽車MCU和連接的系統(tǒng)之間以各種速率高效通信,。
系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）是在車載網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮重要作用的器件,，它將CAN或LIN收發(fā)器與內(nèi)部/外部“功率器件”集成在一起——該功率器件可以是LDO、DC/DC轉(zhuǎn)換器或兩者兼用——當(dāng)設(shè)計(jì)師需要更多輸出功率,，或需要離散式解決方案的布局選項(xiàng)并且該離散式解決方案需要收發(fā)器和離散式LDO或DC/DC轉(zhuǎn)換器,，SBC就是一個理想的選擇。而隨著CAN FD需求的加大,，在SBC中集成該總線協(xié)議的功能成為一個具有商業(yè)價(jià)值的選項(xiàng),，籍此,，TI推出了業(yè)界首創(chuàng)的集成了CAN FD控制器和收發(fā)器的SBC——TCAN4550-Q1。
該芯片解決了從CAN升級到或擴(kuò)展CAN FD功能時(shí)的諸多痛點(diǎn),，通常在這個過程中,，設(shè)計(jì)師需要整合多個分立的組件，并且要更換帶有CAN FD控制功器和收發(fā)器的MCU,，不僅耗費(fèi)時(shí)間,，而且成本也很高?！笆褂肨CAN4550-Q1,，設(shè)計(jì)師能夠保有汽車電子和照明、ADAS及汽車網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的基于MCU的現(xiàn)有架構(gòu),，簡化了CAN FD升級或擴(kuò)展,。”TI接口產(chǎn)品部門產(chǎn)品線經(jīng)理 Charles Sanna說,，“TCAN4550-Q1在單一封裝內(nèi)同時(shí)包括CAN FD的控制器和收發(fā)器,，它能采用幾乎所有MCU的SPI總線來部署CAN FD接口或提高系統(tǒng)中CAN FD總線端口的數(shù)量，而只需要最少量的硬件改動,。 ”
圖：TCAN4550-Q1及其如何連接到微處理器
通常,，一款新器件是否會被用戶設(shè)計(jì)采用，除了性能優(yōu)勢,，是否增加了設(shè)計(jì)難度和成本也是重要因素,。TI接口產(chǎn)品部門系統(tǒng)工程師 Richard Hubbard表示，對于傳統(tǒng)CAN向CAN FD升級的設(shè)計(jì),，如果MCU中沒有CAN控制器,，就需要外部配置一顆CAN收發(fā)器和一顆CAN FD控制器，并且只有一個端口,，增加端口就要增加收發(fā)器和控制器數(shù)量,，設(shè)計(jì)難度加大的同時(shí)也增加了成本。而采用TCAN4550-Q1后,，不管現(xiàn)有系統(tǒng)中的MCU中有沒有CAN控制器——這意味著也可以選用低成本MCU——都可以實(shí)現(xiàn)CAN FD的升級,。
“TCAN4550-Q1支持12V電池直連，集成了±58-VDC總線故障保護(hù),、看門狗計(jì)時(shí)器及故障切換模式,，能夠交叉兼容經(jīng)典CAN協(xié)議?！盚ubbard說,，“如果MCU的CAN FD端口數(shù)量有限，設(shè)計(jì)師還可以使用這款芯片經(jīng)由汽車系統(tǒng)中現(xiàn)有的SPI端口添加更多的CAN FD總線,。通常,，此類總線擴(kuò)展需要重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)，而在使用TCAN4550-Q1時(shí)則不必這樣做,?！?/p>
由于可以憑借集成式的125 mA LDO，TCAN4550-Q1可以為自己供電,，此外,，還能為傳感器或其它組件供應(yīng)70 mA的外部輸出，減少了對外部電源組件的需要,，因此減少了電源設(shè)計(jì)的空間,。“與競品相比,，TCAN4550-Q1減少了50%的板載空間,，”Sanna說，“該芯片可幫助助設(shè)計(jì)師藉由喚醒和休眠功能降低待機(jī)時(shí)的系統(tǒng)功耗,。在數(shù)據(jù)傳輸率上,，它超過了CAN FD協(xié)議最高5 Mbps的速率，最大可支持到8 Mbps,，這可以使得設(shè)計(jì)師在汽車組裝期間以更快的速率編寫汽車軟件程序,。”