什么是CAN/CANFD?
CAN (Controller Area Network) 是最初由德國博世 (Bosch) 公司開發(fā)的通信標準。CAN 的數(shù)據(jù)傳輸速度在 40m 通信線路中約為 1Mbps,在 500m 通信線路中約為 125kbps,已經(jīng)成為車載行業(yè)的主要通信方式。然而為了實現(xiàn)近年來對進一步汽車安全、加速電動化、自動駕駛功能以及相關(guān)網(wǎng)絡(luò)安全措施的需求,我們需要能夠高速、大容量數(shù)據(jù)通信的車載網(wǎng)絡(luò)。
因此開發(fā) CAN 的博世公司也宣布了 CAN FD (CAN with Flexible Data rate) 作為 CAN 的升級。數(shù)據(jù)相位的最大比特率沒有明確規(guī)定,因為它在很大程度上取決于網(wǎng)絡(luò)拓撲等因素,但 ISO 11898-2: 2016 要求規(guī)定了高達 5Mbps 的要求。簡單來說,與 CAN 相比,CAN FD 是能夠以更高的速度傳輸更多數(shù)據(jù)通信的車載網(wǎng)絡(luò)。
為什么需要 CAN FD?
如上文所述,現(xiàn)代汽車中的各種功能都是由電子控制的,據(jù)稱每輛車大約搭載的電子控制單元 (ECU) 多達 70 個,部分原因是這些功能的計算機化正在逐年加速升級。ECU 不僅在與汽車運行 “行駛、轉(zhuǎn)彎、停止" 功能直接相關(guān)的引擎控制、xEV 汽車發(fā)動機控制和驅(qū)動電機控制的 "動力總成系統(tǒng)" 中發(fā)揮作用,還應(yīng)用于車輛控制所需的動力轉(zhuǎn)向、制動控制等,以及搭載在車內(nèi)各種信息娛樂功能的 “車身系統(tǒng)” 。
汽車中有各種 ECU,并且各個 ECU 不斷相互通信。雖然存在許多 ECU,但考慮到自動駕駛功能相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)安全措施,還需要更多的數(shù)據(jù)通信。在某些情況下,CAN 的通信速度和容量可能無法滿足需求,因而人們對 CAN FD 的需求日益劇增。
英飛凌的 CAN FD 兼容收發(fā)器可適用于所有車載應(yīng)用,英飛凌在生產(chǎn) CAN 收發(fā)器方面擁有超過 10 年的經(jīng)驗,全球出售約 20 億顆。除了傳統(tǒng)的 DSO-8 類型外,還提供超緊湊型 TSON-8 (3mm×3mm) 封裝,不僅支持 5Mbps 的 CAN FD,還新增了旨在進一步提高能源效率的 CAN PN (CAN Partial Networking) 協(xié)議。此外,英飛凌有一系列與汽車 “Grade 0” 兼容的產(chǎn)品 (Ta -40℃ 至 +150℃,通過高溫任務(wù)曲線測試),其卓越的性能、耐用性和可靠性為英飛凌的收發(fā)器產(chǎn)品提供最佳價值。
CAN 收發(fā)器產(chǎn)品特點
TxD 超時功能
可靠的跟蹤記錄和高可靠性
符合 IEC61000-4-2 標準的 ESD 魯棒性
在掉電狀態(tài)下,CAN 總線漏電電流極低
CAN FD 數(shù)據(jù)幀的環(huán)路延遲對稱性高達 5Mbps
VIO 輸入,用于電壓適應(yīng) MCU 接口 (3.3V / 5V)
完全符合 ISO11898-2: 2016 和 SAE J2284-4/-5 要求
低電磁輻射 (EME),可在沒有 CMC (共模扼流圈) 的情況下使用
TLE935x 系列根據(jù)車輛局域網(wǎng)互操作性和優(yōu)化 (VeLIO) 測試要求認證
TLT925x 系列除符合 AEC-Q100 標準外,還通過了嚴格的 “Grade 0” 認證
CAN 收發(fā)器系列產(chǎn)品
產(chǎn)品名稱 |
STB引腳 (總線喚醒功能) |
VIO引腳 (可選擇3.3V/5.0V) |
INH引腳 (本地喚醒功能) |
Grade 0* | 封裝 |
TLE9350SJ | - | - | - | - | DSO-8 |
TLE9350VSJ | - | ? | - | - | DSO-8 |
TLE9350XSJ | - | ? | - | - | DSO-8 |
TLE9250LE | - | - | - | - | TSON-8 |
TLE9250VLE | - | ? | - | - | TSON-8 |
TLE9250XLE | - | ? | - | - | TSON-8 |
TLE9351SJ | ? | - | - | - | DSO-8 |
TLE9351VSJ | ? | ? | - | - | DSO-8 |
TLE9251LE | ? | - | - | - | TSON-8 |
TLE9251VLE | ? | ? | - | - | TSON-8 |
TLE9252VSK | ? | ? | ? | - | DSO-14 |
TLE9252VLC | ? | ? | ? | - | TSON-14 |
TLE9255WSK | ? | ? | ? (PN*兼容) | - | DSO-14 |
TLE9255WLC | ? | ? | ? (PN*兼容) | - | TSON-14 |
TLT9251VLE | ? | ? | - | ? | TSON-8 |
TLT9252VLC | ? | ? | ? | ? | TSON-14 |
TLT9255WLC | ? | ? | ? (PN*兼容) | ? | TSON-14 |
表1CAN 收發(fā)器系列產(chǎn)品
表1補充說明:PN:Partial Networking;Grade 0:Ta -40°C 至 +150°C,產(chǎn)品已通過高溫任務(wù)曲線測試。
CAN 收發(fā)器應(yīng)用分類
ECU 永久連接到 Vbat
在 ECU 永久連接到 Vbat 時,無論發(fā)動機開關(guān)狀態(tài),ECU 始終連接電池的應(yīng)用。如下圖 (圖1) 左邊所示,帶有 INH 14pin 收發(fā)器,該產(chǎn)品可用于微控制器的電源 IC (LDO) 由收發(fā)器的 INH 引腳控制、微控制器的電源關(guān)閉以進一步降低非工作期間的電流消耗的應(yīng)用。8pin 收發(fā)器,該產(chǎn)品適用于不需要對微控制器的電源 IC (LDO) 進行使能控制、但需要微控制器從睡眠或待機狀態(tài)進入正常工作狀態(tài)以響應(yīng)喚醒信號的應(yīng)用。
開關(guān)供電 ECU
ECU 本身的電源線由開關(guān)等控制,供電時基本處于正常工作狀態(tài),如下圖 (圖1) 右邊所示,8pin 收發(fā)器,該產(chǎn)品適用于不需要微控制器,可通過檢測喚醒信號過渡到工作狀態(tài)的應(yīng)用。
圖1 產(chǎn)品應(yīng)用分類
目標應(yīng)用
安全應(yīng)用
車身應(yīng)用
信息娛樂應(yīng)用
動力總成系統(tǒng)應(yīng)用
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:下一代車載網(wǎng)絡(luò) — 英飛凌 CAN 解決方案
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