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汽车应用中升级到或扩展CAN FD时不用再修改MCU了！

2019-07-02 08:41:00

以往，在升级至或扩展CAN FD功能时，设计师不得不在其设计中整合多个分立的组件或彻底修改微控制器，不仅耗时，而且成本高昂。为此，TI公司推出了新款汽车系统基础芯片（SBC）TCAN4550-Q1。它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，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，同时对硬件进行最少的改动。

有了这款芯片，设计师能够保有汽车电子和照明、高级驾驶员辅助系统（ADAS）及汽车网关设计的基于微控制器的现有架构，简化CAN FD的升级或扩展。来听听TI公司接口产品部门产品线经理Charles (Chuck) Sanna的详细解读吧！

什么是SBC？

系统基础芯片（SBC）是纯粹的集成电路，它将控制器局域网络（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。该功率器件可以是低压差线性稳压器（LDO）、DC/DC转换器或两者兼有。当设计师需要更多输出功率，或者需要离散式解决方案的布局选项并且该方案需要收发器和离散式LDO或DC/DC转换器时，SBC无疑是理想的选择。

对市场来说，SBC并非新生事物，但是，近期在集成和性能方面的创新大大拓展了这些设备的使用。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控制器和处理器可用性之间的差距。

什么是CAN FD？

CAN FD通信协议是基于原始CAN总线标准（又称为“经典CAN”）而设计的，有助于确保多种车载网络数据传输率和吞吐量在继续演进的同时，汽车微控制器和连接的系统能够以各种速率高效通信。CAN FD协议支持高达5 Mbps的数据传输率和高达64字节的有效负荷，有效提升了设计师的能力，使其能够在其下一代汽车应用中更快速地移动数据。

TCAN4550-Q1有哪些优势？

（1）轻松升级和扩展CAN FD总线

如果微控制器的CAN FD端口数量有限，设计师可以使用这款芯片经由汽车系统中现有的SPI端口添加更多的CAN FD总线。通常来讲，此类总线扩展需要重新设计系统，而使用TCAN4550-Q1则可以轻松便捷地实现CAN FD总线的升级和扩展。

（2）提高最大数据传输率

全新SBC支持汽车在组装期间能够基于8 Mbps最高数据传输率来更快速地编写汽车软件程序，超越了CAN FD协议的5 Mbps最高数据传输率。

（3）小封装尺寸减少板载空间

凭借集成式125 mA低压差（LDO）线性稳压器，TCAN4550-Q1不仅可以为自己供电，还能为传感器或其他组件供应70 mA的外部输出。由于减少了对外部电源组件的需要，因此缩小了电源设计所占的空间。

（4）提高设计灵活性

设计师依托高度集成的TCAN4550-Q1可以简化设计，包括集成式±58-VDC总线故障保护、看门狗计时器及故障切换模式。此外，TCAN4550-Q1还能够交叉兼容经典CAN协议。

TI为基础技术注入新的生命力

如果你熟悉CAN或LIN收发器，就一定知道，这些收发器提供其相应技术的输入和输出。一旦它们收到数据包，这些收发器就会将数据传送给微控制器或微处理器进行进一步的操作。反之，它们会从同一处理器接收信息，经由相关总线进行出站通信。

尽管CAN和LIN收发器在本质上看是相当基础的技术，但供应商在持续为其添加更多功能，在力求增加保护功能的同时，削减设计的复杂性、空间和成本。这些功能通常包括总线故障保护和静电释放保护，以及通过1.8 ~3.3V 或 1.8~5V输入/输出（也称为VIO）与处理器往返数据的能力。

除了TCAN4550-Q1之外，TI还有很多其他产品，包括车规级的CAN收发器、车规级的LIN收发器（LIN是单线低速率接口）、3.3V工业级CAN收发器、5V CAN收发器（传统汽车电瓶车12V，商用型汽车电瓶是24V，但有时会震荡到50~60V，TI 5V CAN 收发器最高支持70V耐压，可以支持商用车），以及隔离式CAN收发器（主要针对新能源汽车，其电轨既有400V，也有低压轨12V、24V，它们之间需要进行隔离）。TI希望借助这些丰富的产品来助力产业的快速发展。

扩展修改总线系统