高傳輸速率CAN FD收發(fā)器加速汽車智能化

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李誠）CAN是一種ISO國際標(biāo)準(zhǔn)化的串行通信協(xié)議，CAN具有傳輸速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、可連接節(jié)點(diǎn)多、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在汽車、工業(yè)、航天等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

目前汽車智能化加速普及，汽車朝著自動(dòng)駕駛、智能人機(jī)交互這一大方向持續(xù)發(fā)展。自動(dòng)駕駛系統(tǒng)與人機(jī)交互系統(tǒng)在使用中會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的CAN協(xié)議最高傳輸速率僅為1MBit/s，無法滿足大量的數(shù)據(jù)傳輸需求，需要更高效的CAN收發(fā)器對(duì)產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，隨之便衍生出了支持CAN FD協(xié)議的收發(fā)器。CAN FD對(duì)傳統(tǒng)CAN的傳輸速率和傳輸數(shù)據(jù)長度進(jìn)行了升級(jí)，CAN FD支持最高5MBit/s的傳輸速率、最長64 bytes的數(shù)據(jù)長度。目前TI、英飛凌、NXP等多家廠商相繼推出了多款CAN FD收發(fā)器以滿足市場需求。

英飛凌HSCANFD

英飛凌的CAN收發(fā)器涵蓋了汽車與工業(yè)兩個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，在汽車CAN收發(fā)器領(lǐng)域推出了支持CAN FD協(xié)議的收發(fā)器，最高傳輸速率達(dá)5MBit/s。在工業(yè)領(lǐng)域的CAN收發(fā)器傳輸速率達(dá)2 MBit/s。
TLE9350SJ是一款高速CAN收發(fā)器，滿足ISO 11898-2:2016和SAE J2284-4/-5標(biāo)準(zhǔn)可應(yīng)用于汽車領(lǐng)域和工業(yè)領(lǐng)域，TLE9350SJ主要為物理總線和HS CAN控制器的提供接口，可對(duì)MCU進(jìn)行保護(hù)，避免總線內(nèi)部產(chǎn)生干擾。該CAN收發(fā)器在汽車中使用無需額外的保護(hù)器件對(duì)電路保護(hù)，英飛凌在生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)CAN收發(fā)器進(jìn)行了RF抗干擾能力的優(yōu)化并加入了靜電保護(hù)功能。因?yàn)門LE9350SJ的CANH 和 CANL 輸出信號(hào)對(duì)稱性極高，電磁輻射水平極低，所以無需額外加入外部電路即可滿足較為嚴(yán)格的電磁兼容測試，同時(shí)，TLE9350SJ支持CAN FD協(xié)議，理論上最高傳輸速率高達(dá)5MBit/s，實(shí)際傳輸速率取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和固有的寄生效應(yīng)。該CAN收發(fā)器件內(nèi)部集成了輸出電流限制、過溫保護(hù)、TXD 超時(shí)功能等保護(hù)功能，避免CAN收發(fā)器與外部電路受到不可逆的損壞。TLE9350SJ可用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元（ECU）、電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、變速箱控制單元（TCU）、底盤控制模塊中。

NXP HS CAN FD

NXP的CAN收發(fā)器產(chǎn)品種類豐富，有較高電磁兼容性能的CAN FD產(chǎn)品、可直接與電源電壓為3.3V/5V MCU連接的CAN收發(fā)器、低功耗可選擇性喚醒的局部聯(lián)網(wǎng)高速CAN收發(fā)器、可降低PCB空間的隔離型CAN收發(fā)器、24 V CAN收發(fā)器等產(chǎn)品。并且還在研制新的CAN收發(fā)器，改進(jìn)CAN信號(hào)提高穩(wěn)定型和傳輸速率，據(jù)官網(wǎng)顯示，TJA146x CAN FD系列最高傳輸速率將超過5甚～8 Mbps，該系列目前還屬于樣品階段。

TJA1042是一款高速CAN FD收發(fā)器可為CAN控制器和物理雙總線之間提供接口。符合ISO 11898-2:2003和ISO 11898-5:2007標(biāo)準(zhǔn)，可應(yīng)用于汽車領(lǐng)域。該CAN收發(fā)器是NXP在CAN領(lǐng)域的第三代產(chǎn)品，與前兩代產(chǎn)品相比，對(duì)電磁兼容性和靜電保護(hù)能力都進(jìn)行了優(yōu)化，同時(shí)增加了斷電時(shí)CAN總線的無源性能和低功耗待機(jī)模式。TJA1042可應(yīng)用于12V或24V的系統(tǒng)中與3V/5V的MCU直連，同時(shí)具有低電磁輻射和較高的抗電磁干擾能力。該CAN收發(fā)器最高傳輸速率為5Mbit/s，可應(yīng)對(duì)較大的數(shù)據(jù)傳輸場景。在器件與電路保護(hù)方面，具有引腳欠壓監(jiān)測、靜電保護(hù)、瞬態(tài)保護(hù)、過熱保護(hù)，等保護(hù)功能。采用了HVSON8無鉛封裝工藝，規(guī)格參數(shù)為3.0mm*3.0mm。

TI HS CAN FD

TI的CAN收發(fā)器品類豐富，涵蓋了3.3V CAN 收發(fā)器、5V CAN 收發(fā)器、隔離式 CAN 收發(fā)器，其中TI的3.3V CAN 收發(fā)器不僅可用于3.3V電壓網(wǎng)絡(luò)，還可與5V電壓網(wǎng)絡(luò)混用，TI為應(yīng)對(duì)市場高傳輸速率的需求，也推出了支持CAN FD協(xié)議的收發(fā)器。

TCAN4550-Q1是一款CAN FD收發(fā)器，符合AEC-Q100 標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于汽車領(lǐng)域，通過SPI在總線與CAN控制器提供一個(gè)接口，同時(shí)支持CAN和CAN FD協(xié)議，最高傳輸速率高達(dá)8Mbit/s，且 SPI 時(shí)鐘速率高達(dá) 18MHz與前面兩款CAN收發(fā)器相比高出了3Mbit/s。TCAN4550-Q1支持總線喚醒功能，該功能有助于降低系統(tǒng)待機(jī)能耗。該器件內(nèi)部集成了低壓降壓穩(wěn)壓器，可為CAN收發(fā)器提供5V的工作電壓，輸出70mA的電流共外部電路使用。

總結(jié)

隨著電子技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷升級(jí)，以及人們對(duì)智能化生活的不斷追求，車企在汽車生產(chǎn)設(shè)計(jì)時(shí)不斷加入新的功能迎合市場的需求，汽車的ECU也隨之增加，由于傳統(tǒng)CAN的傳輸速率較低，容易出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵的現(xiàn)象。2015年ISO提出了新的CAN FD協(xié)議，該協(xié)議需要CAN將最低傳輸速率提高至1Mbit/s以上，最高支持5Mbit/s，以應(yīng)對(duì)高傳輸速率的需求。