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          納芯微汽車級CAN接口芯片助力汽車控制智能化
          文章來源:永阜康科技 更新時間:2023/2/28 13:49:00
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          汽車常見總線:隨著汽車內各個系統的控制都在向智能化和自動化轉變,汽車電氣系統變得越來越復雜,汽車各個功能系統相互之間、功能系統和汽車顯示儀表之間、以及功能系統和汽車故障診斷系統之間都需要進行數據交換。如果使用傳統的點對點數據交換方法,會使得布線系統十分復雜,故障率也難以控制。

          因此,不同的汽車廠商紛紛研究定義不同汽車總線標準,以減少線束網絡復雜度、降低電子系統的故障率,同時降低整車成本。其中,CAN總線在汽車總線中應用最為廣泛。

          CAN總線的主要特點

          01 信號傳輸:使用差分傳輸,抗干擾能力強,適用于汽車內部強干擾的環境
          02 通信速度:可實現10kbps~5Mbps速率傳輸,滿足汽車內大多數應用需求
          03 系統靈活:增加節點不需要更改軟硬件
          04 多路訪問:可實現多主機廣播式結構
          05 信息傳輸:所有消息格式固定,可根據ID多路節點自動仲裁優先級
          06 錯誤檢測:具有錯誤檢測功能,且出現錯誤自動重發,自動CRC校驗接收,數據出錯率極低

          基于以上的特點,CAN總線能實現實時可靠的數據傳輸,保證汽車整車網絡的通訊正常;此外,CAN芯片生產、通信標準協議、軟件工具支持、應用范圍等各個環節在產業鏈較為完善,因此在在汽車應用中具有十分重要的地位。

          CAN系統應用電路參考

          隨著車內電子元器件的增加,汽車受到的電磁干擾影響也越來越大,對系統產生的電磁干擾也越來越強。與傳統汽車不同,新能源汽車使用電驅系統驅動車輛,在車輛充電和放電的過程中,大功率器件的開關動作引起大的電壓電流突變,從而可能帶來更嚴重的EMC問題,因此,對于汽車中大量使用的總線接口芯片的EMC性能要求也更高。為了獲得較好的EMC性能,除了芯片設計的考慮之外,系統中芯片外圍電路的補充完善也是至關重要的。

          以下是典型的CAN收發器系統應用電路圖:


          CAN收發器系統應用電路圖

          其中,由于共模電感的共模高阻和差模低阻特性,在收發器總線處就近放置共模電感(c框,推薦值100uH),可有效濾除總線外部高頻噪聲和CAN收發器因信號不對稱產生的的共模噪聲,且不影響CAN 差分信號傳輸質量,因此可以起到提升系統的抗干擾能力并降低系統EMI的作用。

          在系統速率和負載數量允許的情況下,總線可以分別對地放置一個電容(推薦值100pF),可以有效濾除汽車CAN總線的瞬態過沖(如ESD,ISO7637 pulse等)。

          總線的120Ω終端匹配電阻建議由2個60Ω電阻進行串聯,并在中間連接點通過電容(推薦值4.7nF)接地,有助于改善CANH,CANL總線之間的信號一致性,降低EMI,同時可以將此處的共模干擾引到地上,減小對總線的干擾。

          由于汽車系統ESD要求較高,通常在靠近總線接口處放置小寄生電容的專用ESD防護器件(a框, 如PESD2CAN,可以有效增強芯片的ESD防護能力。

          除此以外,總線連接負載電容和匹配電阻誤差應盡可能小,以避免總線信號的不對稱性導致的系統共模干擾。

          納芯微CAN收發器芯片介紹

          01 德國C&S權威認證

          納芯微的車規CAN芯片(NCA1042x-Q1, NCA1051x-Q1)已經獲得德國C&S的一致性報告。德國C&S實驗室是業內公認的權威認證機構,可測試車載芯片能否在網絡中實現互聯互通和網絡兼容性。獲得C&S一致性報告,意味著納芯微的車規CAN芯片可以和其它獲取該認證的任何品牌的CAN接口實現上游和下游的互聯互通,自由組網。

          02 性能優勢

          (1)高傳輸速率高穩定性

          納芯微NCA1042x-Q1/NCA1051x-Q1 CAN收發器芯片可在-40°C至+125°C的寬溫工作范圍內穩定運行,數據傳輸速率高達5Mbps,全系支持CAN FD,提供業內通用的封裝形式,擁有優異的EMC性能。

          (2)低功耗高可靠性

          NCA1042x-Q1提供低電流的Standby模式,可以通過主控制器或者總線喚醒,NCA1051x-Q1提供低功耗的Silent 模式,并且兩者在斷電后都脫離總線;同時,NCA1042x-Q1和NCA1051x-Q1 在normal mode下都具有TXD 超時功能,而NCA1042x-Q1在待機模式下還支持總線超時功能,兩者總線耐壓范圍在-58V~+58V之間,支持過溫和過流保護功能。

          (3)寬I/O電壓工作范圍

          NCA1042B-Q1和NCA1051A-Q1 CAN收發器芯片邏輯I/O工作電平在2.8~5.5V范圍內,可支持3.3V和5V MCU 的I/O電平。

          03 功能架構

          - NCA1042x-Q1/NCA105x-Q1是高速CAN收發器,可提供控制器局域網(CAN)協議控制器和物理兩線CAN總線之間的接口,可支持至少110個CAN節點
          - 兼容ISO 11898- 2:2016和SAE J2284-1至SAE J2284-5中定義的CAN物理層結構
          - 支持CAN FD,在快速相位網絡中可實現可靠的通信,數據速率高達5Mbps
          - 提供熱保護和傳輸數據顯性超時功能


          NCA1042x-Q1功能框圖


          NCA1051x-Q1功能框圖

          04 產品參數對比

          05 料號信息

          納芯微車規CAN收發器接口芯片-- NCA1042x-Q1/NCA1051x-Q1均P2P兼容市場主流芯片,用戶無需修改設計就可以直接更換,靈活滿足用戶選型需求,擁有更高的性價比,提供更可靠的供應保障。

           
           
           
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