單祥茹

CAN總線是德國(guó)BOSCH公司專為解決現(xiàn)代汽車中眾多的控制與測(cè)試儀器之間的數(shù)據(jù)交換而開發(fā)的一種串行數(shù)據(jù)通信協(xié)議，通信速率最高可達(dá)1Mbpso隨著車載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸率和吞吐量的不斷增加，基于原始CAN總線標(biāo)準(zhǔn)又誕生了一個(gè)新的通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)-CAN FD，使得汽車微控制器和連接系統(tǒng)能夠以較高速率實(shí)現(xiàn)高效通信。CAN FD協(xié)議支持高達(dá)5Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率和高達(dá)64字節(jié)的有效負(fù)荷，以非常高的安全水平支持分布式的實(shí)時(shí)控制，在下一代汽車應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。

與傳統(tǒng)經(jīng)典CAN相比，除了傳輸速率從之前的1Mbps升級(jí)到5Mbps，CAN FD還可以向下兼容CAN，只不過CAN不能向上升級(jí)到CANFD。因此，一些現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)仍舊可以繼續(xù)使用，并通過更新處理器升級(jí)到CANFD。這種保持原有架構(gòu)的升級(jí)方式，還能有效減少系統(tǒng)成本以及PCB尺寸。

過往因?yàn)閷?duì)數(shù)據(jù)量需求不大，CAN FD在汽車中的應(yīng)用并未全面鋪開。隨著高數(shù)據(jù)量的產(chǎn)生，對(duì)CAN FD的需求不斷提升。然而市場(chǎng)上目前正在使用的多芯片解決方案，需要更高的成本和板載空間。近日，德州儀器（TI）向業(yè)界推出的一款全新的汽車系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）TCAN4550-Q1，幫助設(shè)計(jì)師在無需更改微控制器的情況下集成CAN FD，降低了車載網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)復(fù)雜性，并縮短了上市時(shí)間。

SBC的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

不同于SoC，SBC是純粹的集成電路，它將CAN或本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（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”可以是低壓差線性穩(wěn)壓器（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，這時(shí)SBC是其理想選擇。

其實(shí)，SBC并不是新生事物，只是近期在集成和性能方面的創(chuàng)新拓展了它的使用。從經(jīng)典CAN向靈活數(shù)據(jù)速率CAN FD轉(zhuǎn)型，要求解決方案能夠彌補(bǔ)CAN FD控制器處理器可用性之間的差距，同時(shí)亦有助于增加經(jīng)典CAN/CAN FD總線的數(shù)量。

TCAN4550-Q1五大突出特點(diǎn)

TCAN4550-Q 1內(nèi)部集成了CAN FD的控制器和收發(fā)器，旨在滿足車載網(wǎng)絡(luò)對(duì)高帶寬和數(shù)據(jù)速率靈活性的需求。它采用了幾乎所有微控制器的串行外圍接口（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，同時(shí)最少量地對(duì)硬件進(jìn)行改動(dòng)。具體表現(xiàn)在五個(gè)方面。

1、簡(jiǎn)化物料單（BOM）和削減系統(tǒng)成本：設(shè)計(jì)師依托高度集成的TCAN4550-Q1可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，包括集成式士58VDC總線故障保護(hù)、看門狗計(jì)時(shí)器及故障切換模式。同時(shí)，TCAN4550-Q1還能夠交叉兼容經(jīng)典CAN協(xié)議。

2、更輕松地在汽車設(shè)計(jì)中擴(kuò)展總線：如果微控制器的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。

3、更小的電源設(shè)計(jì)占用空間：憑借集成式125mA低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器，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)70mA的外部輸出，因減少了對(duì)外部電源組件的需要，而占用了較小的電源設(shè)計(jì)空間。

4、降低功耗：TCAN4550-Q1有助設(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。

5、提高最大數(shù)據(jù)傳輸率：支持在汽車組裝期間基于8Mbps最高數(shù)據(jù)傳輸率更快速地編寫汽車軟件程序，超越了CAN FD協(xié)議的5 Mbps最高數(shù)據(jù)傳輸率。

TCAN4550-QI是業(yè)內(nèi)第一款SBC，它集成了CAN FD控制器與收發(fā)器的產(chǎn)品，將CANFD、CAN、本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LIN）收發(fā)器和電源組件集成到單一芯片解決方案中，其中包括TCAN4550-Q1與TLIN1441-Q1。與集成組件較少的市場(chǎng)上其他產(chǎn)品相比，這些高度集成的設(shè)備有助設(shè)計(jì)師減少他們的BOM、提高系統(tǒng)性能并使其設(shè)計(jì)更快上市。設(shè)計(jì)師還可將TI SBC與T1C2000微控制器配對(duì)，以輕松快捷地?cái)U(kuò)展可用總線端口數(shù)量和提升總體系統(tǒng)功能。

TI接口產(chǎn)品部門產(chǎn)品線經(jīng)理Charles（Chuck）Sanna在TCAN4550-Q1產(chǎn)品說明會(huì)上表示，以往，在升級(jí)至或擴(kuò)展CAN FD功能時(shí)，設(shè)計(jì)師不得不在其設(shè)計(jì)中整合多個(gè)分立的組件或徹底修改微控制器，這樣既耗時(shí)又成本高昂。借助TCAN4550-Q1，設(shè)計(jì)師能夠保有汽車電子和照明、高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）及汽車網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的基于微控制器的現(xiàn)有架構(gòu)，簡(jiǎn)化了CANFD的升級(jí)或擴(kuò)展。