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新能源汽车拉动CAN FD需求,SBC集成总线实现小空间高性能

作者:发布时间:2019-07-03 08:24

飞象网讯(魏德龄/文)2019年开始,汽车市场对于CAN 凯发娱乐手机端FD的需求开始猛增,原因在于新能源汽车、自动驾驶市场成为了不少消费者的关注重点,作为升级版汽车神经网络的CAN FD也成为很多汽车厂家升级的目标。对于,德州仪器(TI)在本月发布了业界首款集成CAN FD控制器和收发器的SBC:TCAN4550-Q1,意在减少车载网络的设计量和复杂性,缩短汽车上市时间。

2019年CAN FD需求猛增

据了解,在2019年之前汽车生产厂对于CAN FD的需求并不高,但据德州仪器接口产品部门产品线经理Charles Sanna透露,由于新能源汽车的市场增长,自动驾驶也已成为热门话题,所有汽车厂商对于CAN FD的需求也开始突然间上升。

造成这种现象的原因在于,新能源汽车和自动驾驶车辆都会产生远超传统汽车的数据量,传统CAN传输数据的能力无法应对。另外,一般传统汽车的pot数量一般会在20个以内,新能源汽车却可能要40-50个pot。

这里要说一下CAN架构的作用,它相当于车上的神经网络,把一辆车中门、车窗、天窗中的信息传递给大脑,然后大脑发出指令给收发器,车上各个部分的通信即是通过通信协议CAN来做关联。然而,传统CAN的传输速率大概仅在1Mbps,面对越发增加的数据量就需要CAN FD来支撑。

CAN FD基于原始CAN总线标准而构建,以满足车载网络日益提高的带宽和数据速率灵活性的要求。CAN FD与传统经典CAN相比它的差异化和优点是:传输速率从之前的1Mbps升级到现在的5Mbps,可以做到64位;CAN FD仍旧可以向下兼容CAN,但CAN没有办法向上升级,因此一些现有的网络架构,仍旧可以使用CAN FD达到升级。CAN FD和现有的其它方案对比,可以用传统的经典CAN帮助大家减少成本以及PCB尺寸。

设计师希望SBC高集成高可靠

而把控制器局域网络(CAN)或本地互联网络(LIN)收发器与内部/外部“功率器件”集成在一起的便是SBC(系统基础芯片)。当设计师需要更多输出功率,或需要离散式解决方案的布局选项并且该离散式解决方案需要收发器和离散式LDO或DC/DC转换器,SBC便是理想的选择。

相比于被更多人所熟悉的SoC,Charles Sanna这样讲解:“简单来讲,SBC就是个模拟器件的集合。”他还表示:“SoC应该是数字电源集成芯片,SBC更多的是不会把一些非常纯粹的MCU集成在里面,更多的是把模拟电源、其他信号链合在一起,尤其会增加一些保护功能,相当于更多围绕着SoC外围的应用,对外的通信会有CAN控制器,与此同时,如果只是CAN控制器,其实是缺少看门狗和保护的。SBC通常包含了保护功能,这也是SBC现在和未来着重发展的方向,但传统的单一的CAN收发器或LIN收发器不会做这些。”

目前,市场上近期在集成和性能方面的创新均拓展了SBC的使用。对汽车设计师而言,其高水平的集成和更高的可靠性可以使其实现质量更轻和成本更低的设计。从经典CAN向灵活数据速率CAN(CAN FD)的转型,要求解决方案能够弥补CAN FD控制器处理器可用性之间的差距,同时亦有助于增加经典CAN/CAN FD总线的数量。

首款集成CAN FD控制器和收发器的SBC发布

6月21日,德州仪器推出了业界首款集成CAN FD控制器和收发器的SBC:TCAN4550-Q1,该芯片集成了使用灵活数据速率控制器局域网(CAN FD)的控制器和收发器,旨在满足车载网络对高带宽和数据速率灵活性的需求。它采用了几乎所有微控制器的串行外围接口(SPI)总线来部署CAN FD接口或提高系统中CAN FD总线端口的数量,同时最少量地对硬件进行改动。

TCAN4550-Q1可以利用几乎所有微控制器的串行外围接口(SPI)总线,升级至或添加CAN FD接口,并只需对系统做极小的改动。利用现有处理器或改用较低陈本的解决方案就能实现CAN FD总线升级;还可轻松添加其他CAN/CAN FD总线,给工程师带来很好的便利性。

TCAN4550-Q1功能方框图

据德州仪器介绍,TCAN4550-Q1拥有四大优势:向下兼容、高速率、高功率以及较小封装尺寸。这款SBC采用单芯片解决方案,帮助设计是方便升级和扩展CAN/CAN FD;最高速率超越CAN FD,支持高达8Mbps的数据传输率,超过5Mbps的CAN FD最高数据传输率;在提供自身电流的情况下,能额外提供70mA到外部,集成式功能集,提高了设计灵活性;同时较之标准CAN收发器封装,占用更小的板空间,尺寸仅为4.5mm×3.5mm,还集成两个LDO、CAN FD控制器、CAN FD收发器及看门狗。

除了TCAN4550-Q1,德州仪器还提供了CAN、LIN和SBC收发器接口系列产品,其中针对新能源汽车对于不同电之间的隔离需求,提供2.5kVrms和5kVrms电位隔离式CAN收发器,支持高达5Mbps的信令速率和±70V的总线故障保护。Charles Sanna介绍称:“隔离式CAN主要针对新能源汽车,因为新能源汽车上面的电轨有400V,也有低压轨12V、24V,不同的电之间需要进行隔离。”

编 辑:值班记者
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