高安全可靠CAN FD芯片ASM1042的技術(shù)特性與應(yīng)用前景

1.ASM1042簡(jiǎn)介

ASM1042是國(guó)科安芯推出的一款高性能CAN FD（CAN with Flexible Data-Rate）收發(fā)器芯片，專為高可靠性場(chǎng)景設(shè)計(jì)。該芯片基于ISO 11898-2:2016和ISO 11898-5:2007物理層標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)，支持最高5Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，適用于汽車(chē)、航天、軍工及工業(yè)控制等領(lǐng)域。
其核心特性包括：

高耐壓設(shè)計(jì) ：總線保護(hù)電壓最高達(dá)±70V（H型號(hào)），共模輸入電壓范圍±30V，可承受?chē)?yán)苛電氣環(huán)境。

車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證 ：通過(guò)AEC-Q100 Grade1認(rèn)證（-40℃至125℃溫度范圍），滿足汽車(chē)電子功能安全需求。

抗輻照加固 ：?jiǎn)瘟Ｗ臃D(zhuǎn)（SEU）≥75 MeV·cm2/mg或失效率≤10??次/器件·天，單粒子閂鎖（SEL）閾值≥75 MeV·cm2/mg，符合企業(yè)宇航級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

斷電高阻態(tài) ：未供電時(shí)總線及邏輯引腳呈現(xiàn)高阻態(tài)，避免系統(tǒng)干擾。

國(guó)產(chǎn)化支持 ：企軍級(jí)（ASM1042M2S）型號(hào)提供國(guó)產(chǎn)化認(rèn)證，企業(yè)宇航級(jí)（ASM1042S2S）型號(hào)適配航天領(lǐng)域需求。

2.高耐壓設(shè)計(jì)

在復(fù)雜電磁環(huán)境中，總線接口的耐壓能力直接影響系統(tǒng)可靠性。ASM1042通過(guò)多層保護(hù)機(jī)制實(shí)現(xiàn)高耐壓性能：

總線故障保護(hù) ：支持±70V總線電壓保護(hù)，可有效抑制瞬態(tài)過(guò)壓或短路風(fēng)險(xiǎn)。

共模輸入范圍 ：收發(fā)器共模輸入電壓范圍達(dá)±30V，確保在共模噪聲干擾下穩(wěn)定通信。

ESD防護(hù) ：總線引腳支持IEC 61000-4-2標(biāo)準(zhǔn)±15kV靜電放電保護(hù)，并通過(guò)HBM（±6000V）、CDM（±1500V）模型測(cè)試，顯著降低靜電損傷風(fēng)險(xiǎn)。
測(cè)試驗(yàn)證 ：

圖1 FDCAN發(fā)送測(cè)試電路與時(shí)序圖

圖2 FDCAN接收測(cè)試電路與時(shí)序圖

圖1（FDCAN發(fā)送測(cè)試電路與時(shí)序圖）與圖2（FDCAN接收測(cè)試電路與時(shí)序圖）展示了芯片在高壓環(huán)境下的信號(hào)完整性，驗(yàn)證了其抗干擾能力。

3.車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證與功能安全

ASM1042嚴(yán)格遵循汽車(chē)電子可靠性標(biāo)準(zhǔn)，為車(chē)載網(wǎng)絡(luò)提供安全保障：

AEC-Q100 Grade1認(rèn)證 ：通過(guò)-40℃至125℃溫度范圍的耐久性測(cè)試，滿足汽車(chē)電子長(zhǎng)壽命與高穩(wěn)定性要求。

功能安全支持 ：芯片內(nèi)置顯性超時(shí)（TXD DTO）、熱關(guān)斷（TSD）及欠壓保護(hù)（UVLO）功能，可防止因軟件故障或電源異常導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)阻塞。確?？偩€及時(shí)恢復(fù)隱性狀態(tài)。

低功耗模式 ：待機(jī)模式下功耗僅0.5μA，支持遠(yuǎn)程喚醒功能，符合車(chē)載系統(tǒng)節(jié)能需求。

4.斷電高阻設(shè)計(jì)

電源異常是工業(yè)與車(chē)載系統(tǒng)的常見(jiàn)故障之一。ASM1042通過(guò)斷電高阻設(shè)計(jì)提升系統(tǒng)魯棒性：

高阻態(tài)特性 ：未供電時(shí)，CANH、CANL及邏輯引腳自動(dòng)進(jìn)入高阻態(tài)，避免因斷電導(dǎo)致總線負(fù)載異常，從而保護(hù)其他節(jié)點(diǎn)正常工作。

無(wú)干擾上電/斷電 ：實(shí)測(cè)表明，芯片在電源切換過(guò)程中，RXD輸出無(wú)干擾跳變，確保系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡。

應(yīng)用價(jià)值 ：該設(shè)計(jì)可顯著降低多節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中的“僵尸節(jié)點(diǎn)”風(fēng)險(xiǎn)，適用于冗余電源或熱插拔場(chǎng)景。

5.抗輻照加固設(shè)計(jì)

在航天與高輻射工業(yè)環(huán)境中，芯片需抵御單粒子效應(yīng)引發(fā)的軟錯(cuò)誤或永久損傷。ASM1042通過(guò)以下設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)抗輻照能力：

抗SEU與SEL指標(biāo) ：?jiǎn)瘟Ｗ臃D(zhuǎn)（SEU）≥75 MeV·cm2/mg或失效率≤10??次/器件·天，單粒子閂鎖（SEL）閾值≥75 MeV·cm2/mg，達(dá)到企業(yè)宇航級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

加固工藝 ：采用特殊封裝與電路設(shè)計(jì)，降低輻射對(duì)內(nèi)部邏輯的影響。

試驗(yàn)支持 ：芯片已通過(guò)地面模擬輻照試驗(yàn)，相關(guān)報(bào)告可提供給客戶。

6.總結(jié)

ASM1042憑借高耐壓、車(chē)規(guī)級(jí)認(rèn)證、斷電高阻及抗輻照加固等特性，成為高可靠性CAN FD網(wǎng)絡(luò)的理想選擇。其技術(shù)參數(shù)嚴(yán)格遵循國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并通過(guò)第三方認(rèn)證與實(shí)測(cè)驗(yàn)證，適用于以下場(chǎng)景：

汽車(chē)電子 ：支持CAN FD高速通信，滿足功能安全與長(zhǎng)壽命需求。

商業(yè)航天 ：抗輻照能力保障衛(wèi)星與航天器通信可靠性。

軍工與特種工業(yè) ：企軍級(jí)型號(hào)提供國(guó)產(chǎn)化認(rèn)證，適配嚴(yán)苛環(huán)境。

未來(lái)，隨著智能駕駛與工業(yè)4.0的推進(jìn)，ASM1042將為多領(lǐng)域提供底層硬件安全保障，助力高可靠通信系統(tǒng)建設(shè)。

審核編輯 黃宇