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簡析納芯微汽車級CAN接口芯片助力汽車控制智能化

2023-02-24
來源:納芯微電子

  汽車常見總線:隨著汽車內(nèi)各個系統(tǒng)的控制都在向智能化和自動化轉變,,汽車電氣系統(tǒng)變得越來越復雜,汽車各個功能系統(tǒng)相互之間,、功能系統(tǒng)和汽車顯示儀表之間,、以及功能系統(tǒng)和汽車故障診斷系統(tǒng)之間都需要進行數(shù)據(jù)交換。如果使用傳統(tǒng)的點對點數(shù)據(jù)交換方法,會使得布線系統(tǒng)十分復雜,,故障率也難以控制,。

  因此,不同的汽車廠商紛紛研究定義不同汽車總線標準,,以減少線束網(wǎng)絡復雜度,、降低電子系統(tǒng)的故障率,同時降低整車成本,。其中,,CAN總線在汽車總線中應用最為廣泛。

  CAN總線的主要特點

  01

  信號傳輸:使用差分傳輸,,抗干擾能力強,,適用于汽車內(nèi)部強干擾的環(huán)境

  02

  通信速度:可實現(xiàn)10kbps~5Mbps速率傳輸,滿足汽車內(nèi)大多數(shù)應用需求

  03

  系統(tǒng)靈活:增加節(jié)點不需要更改軟硬件

  04

  多路訪問:可實現(xiàn)多主機廣播式結構

  05

  信息傳輸:所有消息格式固定,,可根據(jù)ID多路節(jié)點自動仲裁優(yōu)先級

  06

  錯誤檢測:具有錯誤檢測功能,,且出現(xiàn)錯誤自動重發(fā),自動CRC校驗接收,,數(shù)據(jù)出錯率極低

  基于以上的特點,,CAN總線能實現(xiàn)實時可靠的數(shù)據(jù)傳輸,保證汽車整車網(wǎng)絡的通訊正常,;此外,,CAN芯片生產(chǎn)、通信標準協(xié)議,、軟件工具支持,、應用范圍等各個環(huán)節(jié)在產(chǎn)業(yè)鏈較為完善,因此在在汽車應用中具有十分重要的地位,。

  CAN系統(tǒng)應用電路參考

  隨著車內(nèi)電子元器件的增加,,汽車受到的電磁干擾影響也越來越大,對系統(tǒng)產(chǎn)生的電磁干擾也越來越強,。

  與傳統(tǒng)汽車不同,,新能源汽車使用電驅系統(tǒng)驅動車輛,在車輛充電和放電的過程中,,大功率器件的開關動作引起大的電壓電流突變,,從而可能帶來更嚴重的EMC問題,因此,,對于汽車中大量使用的總線接口芯片的EMC性能要求也更高,。

  為了獲得較好的EMC性能,除了芯片設計的考慮之外,,系統(tǒng)中芯片外圍電路的補充完善也是至關重要的,。

  以下是典型的CAN收發(fā)器系統(tǒng)應用電路圖:

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  CAN收發(fā)器系統(tǒng)應用電路圖

  其中,由于共模電感的共模高阻和差模低阻特性,,在收發(fā)器總線處就近放置共模電感(c框,,推薦值100uH),,可有效濾除總線外部高頻噪聲和CAN收發(fā)器因信號不對稱產(chǎn)生的的共模噪聲,且不影響CAN 差分信號傳輸質量,,因此可以起到提升系統(tǒng)的抗干擾能力并降低系統(tǒng)EMI的作用,。

  在系統(tǒng)速率和負載數(shù)量允許的情況下,總線可以分別對地放置一個電容(推薦值100pF),,可以有效濾除汽車CAN總線的瞬態(tài)過沖(如ESD,,ISO7637 pulse等)。

  總線的120Ω終端匹配電阻建議由2個60Ω電阻進行串聯(lián),,并在中間連接點通過電容(推薦值4.7nF)接地,,有助于改善CANH,CANL總線之間的信號一致性,,降低EMI,,同時可以將此處的共模干擾引到地上,減小對總線的干擾,。

  由于汽車系統(tǒng)ESD要求較高,,通常在靠近總線接口處放置小寄生電容的專用ESD防護器件(a框, 如PESD2CAN,,可以有效增強芯片的ESD防護能力,。

  除此以外,總線連接負載電容和匹配電阻誤差應盡可能小,,以避免總線信號的不對稱性導致的系統(tǒng)共模干擾,。

  納芯微CAN收發(fā)器芯片介紹

  01 德國C&S權威認證

  納芯微的車規(guī)CAN芯片(NCA1042x-Q1, NCA1051x-Q1)已經(jīng)獲得德國C&S的一致性報告。德國C&S實驗室是業(yè)內(nèi)公認的權威認證機構,,可測試車載芯片能否在網(wǎng)絡中實現(xiàn)互聯(lián)互通和網(wǎng)絡兼容性,。獲得C&S一致性報告,意味著納芯微的車規(guī)CAN芯片可以和其它獲取該認證的任何品牌的CAN接口實現(xiàn)上游和下游的互聯(lián)互通,,自由組網(wǎng),。

  02

  性能優(yōu)勢

  (1)高傳輸速率 高穩(wěn)定性

  納芯微NCA1042x-Q1/NCA1051x-Q1 CAN收發(fā)器芯片可在-40°C至+125°C的寬溫工作范圍內(nèi)穩(wěn)定運行,,數(shù)據(jù)傳輸速率高達5Mbps,,全系支持CAN FD,提供業(yè)內(nèi)通用的封裝形式,,擁有優(yōu)異的EMC性能,。

  (2)低功耗 高可靠性

  NCA1042x-Q1提供低電流的Standby模式,,可以通過主控制器或者總線喚醒,,NCA1051x-Q1提供低功耗的Silent 模式,并且兩者在斷電后都脫離總線,;同時,,NCA1042x-Q1和NCA1051x-Q1 在normal mode下都具有TXD 超時功能,而NCA1042x-Q1在待機模式下還支持總線超時功能,,兩者總線耐壓范圍在-58V~+58V之間,,支持過溫和過流保護功能。

 ?。?)寬I/O電壓工作范圍

  NCA1042B-Q1和NCA1051A-Q1 CAN收發(fā)器芯片邏輯I/O工作電平在2.8~5.5V范圍內(nèi),,可支持3.3V和5V MCU 的I/O電平。

  03 功能架構

  - NCA1042x-Q1/NCA105x-Q1是高速CAN收發(fā)器,,可提供控制器局域網(wǎng)(CAN)協(xié)議控制器和物理兩線CAN總線之間的接口,,可支持至少110個CAN節(jié)點

  - 兼容ISO 11898- 2:2016和SAE J2284-1至SAE J2284-5中定義的CAN物理層結構

  - 支持CAN FD,在快速相位網(wǎng)絡中可實現(xiàn)可靠的通信,,數(shù)據(jù)速率高達5Mbps

  - 提供熱保護和傳輸數(shù)據(jù)顯性超時功能

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  NCA1042x-Q1功能框圖

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  NCA1051x-Q1功能框圖

  04

  產(chǎn)品參數(shù)對比

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  05

  料號信息

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