中国电子技术网

设为首页 网站地图 加入收藏

 
 

豪威SBC集成振铃改善功能:轻松应对大型复杂CAN拓扑网络

关键词:豪威 OKX0210 CAN-FD收发器

时间:2024-06-07 10:03:17      来源:网络

随着高速CAN总线技术在汽车上的应用,汽车电子 控制系统进入智能化高级 发展阶段。人们对汽车的需求不再局限于代步工具,而是追求着性能、舒适、智能科技。然而,这些多功能的实现 导致了车内ECU (Electronic Control Unit) 数量越来越多、各模块之间通讯的网络拓扑结构越来越复杂。

全球排名前列的先进数字成像、模拟、触屏和显示技术等半导体解决方案开发商,推出集成高速CAN收发器和车规级CAN SIC(信号改善功能:Signal Improvement Capability)的全新车载mini SBC OKX0210,在满足ISO 11898-2:2016, SAE J2284-1到SAE J2284-5标准的前提下,符合CiA 601-4标准,在多节点、复杂拓扑情况下能够有效减少总线中的信号反射,降低振铃现象发生的概率,同时维持≥5Mbps的通信传输速率,提供更高可靠性的CAN通信。

随着高速CAN总线技术在汽车上的应用,汽车电子 控制系统进入智能化高级 发展阶段。人们对汽车的需求不再局限于代步工具,而是追求着性能、舒适、智能科技。然而,这些多功能的实现 导致了车内ECU (Electronic Control Unit) 数量越来越多、各模块之间通讯的网络拓扑结构越来越复杂。 在这种情况下 ,尽管CAN收发器最大支持5Mbps的CAN-FD报文,但为了保证通信的稳定性和可靠性,连接各个功能ECU的 常规CAN - FD收发器 实际使用速率往往被限制在2Mbps以下,无法发挥本身的真正实力。为了突破速率限制,信号改善功能的引入 使 得 CAN-FD收发器能够以5Mbps及更高的速度用于复杂的星 型 网络,而无需进行大规模的重新设计。

常规CAN FD收发器局限性

当通信网络变得复杂时,例如CAN节点为星型拓扑连接,由于星型拓扑引起阻抗不连续,当信号在传播中遇到阻抗不连续时就会产生反射波,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状,造成信号的缺失或失真,影响通讯质量甚至无法正常通讯。


图1 RXD位信号撕裂

信号改善功能SIC

为了在复杂总线拓扑中抑制振铃现象,完全发挥CAN FD更快速率、更大有效负荷的优势,信号改善功能(SIC)应运而生。

CAN 总线在正常运行期间有两种逻辑状态:隐性和显性,如图2所示。当以差分方式驱动总线时,总线为显性状态,对应于 TXD 和 RXD 引脚上的逻辑低电平。当总线通过接收器内部的高阻值输入电阻器 (RIN) 偏置为 VCC/2 时,总线为隐性状态,对应于 TXD 和 RXD 引脚上的逻辑高电平。CAN总线上的隐性到显性信号边沿通常不易产生振铃,因为CAN收发器驱动能力强,同时CAN收发器在显性阶段的发送器输出阻抗约为50Ω,与CAN网络特征阻抗紧密匹配。当总线信号由显性变为隐性电平时,在没有振铃抑制的CAN驱动器差分输出阻抗突然变为约60kΩ,当反射回来的信号遇到阻抗不匹配,在显性到隐性的边沿就会产生振荡信号,从而产生总线信号振铃。信号改善技术通过检测TXD显性到隐形的边沿,进行动态自动负载调节,实现与目标阻抗匹配,达到信号振铃抑制效果,实现RXD位信号完整。


图2 CAN总线电压电平

CiA601-4标准

CiA601-4标准是一种CAN总线的标准,主要针对具有SIC功能的CAN收发器,这个标准要求CAN收发器具有更严格的位时间对称性和环路延迟规格。相较于ISO11898-2:2016协议,CiA601-4标准对时序容忍要求更高,即在更高的通信速率下,能够容忍更小的时间误差。表1是OKX0210 CAN时序参数。


图3 CAN SIC收发器时序图


表1 OKX0210 CAN时序参数

豪威集成SIC振铃抑制效果应用实测

为了展示豪威OKX0210 CAN SIC的振铃抑制效果,OKX0210与国外某无振铃抑制芯片在相同环境下实验对比波形。实验分别为5节点星型拓扑测试(如图4:各节点通过5m双绞线连接至中心点,中心点端接60Ω)和振铃网络测试(如图7)。从测试波形效果看,OKX0210的RXD信号完整,振铃抑制效果好。而无振铃抑制效果的某芯片,RXD位信号撕裂不完整。


图4 5节点星型拓扑实验平台


图5 某无振铃抑制芯片波形


图6  OKX0210波形


图7 振铃网络实验平台


图8 某无振铃抑制芯片波形


图9 OKX0210波形

此外,OKX0210能够搭配市面主流的微控制器,应用于车身电子,例如方向盘控制器,雨刷控制,车灯控制器以及座椅等应用。目前,这款系统基础芯片已接受送样,预计将于2024年Q3实现量产,推荐大家选型使用。

  • 分享到:

 

猜你喜欢

  • 主 题:BridgeSwitch-2电机驱动器IC:助力冰箱压缩机逆变器效率超98%,待机功耗低于10mW
  • 时 间:2024.08.13
  • 公 司:PowerInt

  • 主 题:Abracon为工业自动化提供被动元器件方案
  • 时 间:2024.08.20
  • 公 司:Abracon