CAN FD收發(fā)器的相關(guān)知識(shí)

如果你擁有一臺(tái)國(guó)產(chǎn)新能源車車，那可以約等于擁有了一個(gè)K歌音響、移動(dòng)變頻空調(diào)、觸屏小電視、折疊沙發(fā)床.......等各種功能設(shè)施同時(shí)存在的移動(dòng)小家，麻雀雖小五臟俱全！但要同時(shí)運(yùn)行這么多功能，可苦了連接各個(gè)功能ECU的CAN......

功能越多，CAN總線負(fù)載就會(huì)越高，“振鈴現(xiàn)象”就極易容易出現(xiàn)，信號(hào)傳輸就會(huì)......

所以今天要分享的就是采用信號(hào)改善技術(shù)，一招升級(jí)CANFD收發(fā)器的相關(guān)知識(shí)！

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隨著CAN總線技術(shù)和超大規(guī)模集成電路組成的高速車用微機(jī)在汽車上的應(yīng)用，汽車電子技術(shù)正不斷向智能化電子控制系統(tǒng)高級(jí)階段靠攏，而這也導(dǎo)致了車內(nèi)ECU數(shù)量越來(lái)越多、各模塊之間通訊的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，需要更高的通信速率滿足越來(lái)越多的數(shù)據(jù)吞吐量。在這種情況下使用常規(guī)CAN FD收發(fā)器極有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的振鈴現(xiàn)象，從而進(jìn)一步導(dǎo)致信號(hào)傳輸錯(cuò)誤，無(wú)法完全發(fā)揮CAN FD的優(yōu)勢(shì)。

為了在復(fù)雜總線拓?fù)鋺?yīng)用中抑制振鈴現(xiàn)象，完全發(fā)揮CAN FD更快速率、更大有效載荷的優(yōu)勢(shì)，信號(hào)改善（Signal Improvement Capability）應(yīng)運(yùn)而生。具備信號(hào)改善的CAN FD收發(fā)器能保證在更復(fù)雜的拓?fù)浜透叩耐ㄐ潘俾蕰r(shí)能夠更可靠地傳輸數(shù)據(jù)。

一、常規(guī)CAN FD收發(fā)器局限性

在汽車電子控制系統(tǒng)中，信號(hào)完整性是十分重要的，而影響信號(hào)完整性最主要的原因之一是阻抗不匹配，在星型拓?fù)洌ㄈ鐖D1和圖2）中尤其明顯。常規(guī)CAN FD收發(fā)器在顯性信號(hào)的差分輸出阻抗約為50Ω，與網(wǎng)絡(luò)特征阻抗緊密匹配，則不容易出現(xiàn)振鈴。而當(dāng)開(kāi)始傳輸隱性信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器的差分輸出阻抗會(huì)變到60kΩ，信號(hào)阻抗出現(xiàn)不匹配，從而產(chǎn)生振鈴。

圖1雙星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

圖2單星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖

二、信號(hào)改善優(yōu)勢(shì)

由于常規(guī)CAN FD收發(fā)器在應(yīng)用上的局限性，信號(hào)改善技術(shù)的出現(xiàn)能有效抑制振鈴現(xiàn)象。它是通過(guò)檢測(cè)TXD顯性到隱性的邊沿來(lái)激活驅(qū)動(dòng)器輸出端的振鈴抑制電路，從而改善信號(hào)完整性。通過(guò)圖3所示驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入差分輸出阻抗約為100Ω的主動(dòng)隱性階段時(shí)，強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)總線呈現(xiàn)隱性，以便減少反射，后續(xù)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入差分輸出阻抗約為60kΩ的被動(dòng)隱性階段。信號(hào)改善技術(shù)在主動(dòng)隱形階段實(shí)現(xiàn)了與目標(biāo)特征阻抗匹配的目的，從而達(dá)到到抑制振鈴的效果。

圖3CAN SIC技術(shù)原理圖

三、復(fù)雜總線拓?fù)湔疋弻?shí)驗(yàn)環(huán)境示例

雙星型拓?fù)洌焊鞴?jié)點(diǎn)通過(guò)5m雙絞線連接至中心點(diǎn)A或B，A/B通過(guò)5m雙絞線連；

單星型拓?fù)洌焊鞴?jié)點(diǎn)通過(guò)5m雙絞線連接至中心點(diǎn)。

圖4雙星型拓?fù)鋵?shí)驗(yàn)平臺(tái)示意圖

圖5單星型拓?fù)鋵?shí)驗(yàn)平臺(tái)示意圖

四、MCAN1042 常規(guī)CAN FD收發(fā)器振鈴現(xiàn)象

MCAN1042作為我司常規(guī)CAN FD收發(fā)器可以滿足線性結(jié)構(gòu)拓?fù)?，但在星型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中具有一定的局限性。圖6是使用MCAN1042系列常規(guī)CAN FD收發(fā)器的雙星型拓?fù)淇偩€信號(hào)圖，當(dāng)收發(fā)器驅(qū)動(dòng)總線為隱性時(shí)，差分輸出阻抗突變?yōu)榧s60kΩ，反射信號(hào)遇到阻抗不匹配會(huì)導(dǎo)致振鈴。振鈴表現(xiàn)為在CAN總線差分信號(hào)在高于900mV和低于500mV時(shí)，總線會(huì)產(chǎn)生振鈴和RXD干擾。

圖6 MCAN1042系列（常規(guī)CAN FD）收發(fā)器雙星型拓?fù)錅y(cè)試結(jié)果示意圖

五、MCAN146X系列CAN FD SIC收發(fā)器

“奮楫者先，創(chuàng)新者勝?！辫b于常規(guī)CAN FD收發(fā)器的局限性劣勢(shì)，茂睿芯以MCAN1042系列產(chǎn)品為基礎(chǔ)，采用信號(hào)改善技術(shù)研發(fā)了MCAN146X系列CAN FD SIC收發(fā)器產(chǎn)品，它們能夠廣泛應(yīng)用于車身控制，智能座艙，域控制器，T-Box、ADAS、智能網(wǎng)關(guān)、底盤與動(dòng)力系統(tǒng)等，無(wú)需在物理層或應(yīng)用層做任何修改設(shè)計(jì)，MCAN146X能有效兼容常規(guī)CAN FD收發(fā)器，提高研發(fā)效率，助力國(guó)產(chǎn)車載通信總線技術(shù)發(fā)展。

圖7 MCAN146X系列（CAN FD SIC）收發(fā)器雙星型拓?fù)錅y(cè)試結(jié)果示意圖

信號(hào)改善作為CAN FD收發(fā)器中一項(xiàng)額外功能，設(shè)計(jì)員可以在常規(guī)CANFD系列收發(fā)器基礎(chǔ)上直接升級(jí)為MCAN146X系列收發(fā)器，無(wú)需在物理層或應(yīng)用層進(jìn)行任何修改設(shè)計(jì)，最大程度降低客戶設(shè)計(jì)難度，節(jié)約研發(fā)時(shí)間。MCAN146X系列收發(fā)器可以最大限度地減少信號(hào)振鈴來(lái)提高復(fù)雜拓?fù)渲械臄?shù)據(jù)速率，充分發(fā)揮CAN FD收發(fā)器的優(yōu)勢(shì)。

審核編輯：湯梓紅