Atmel ATA6623C/ATA6625C：LIN總線收發(fā)器的王者之選

大家好，我是一名資深電子工程師。今天我要深入為大家介紹Atmel的ATA6623C/ATA6625C這兩款集成電壓調(diào)節(jié)器的LIN總線收發(fā)器，這兩款產(chǎn)品在汽車電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

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一、產(chǎn)品概述

ATA6623C/ATA6625C是完全集成的LIN收發(fā)器，遵循LIN規(guī)范2.0和2.1設(shè)計(jì)，還集成了低壓降電壓調(diào)節(jié)器（3.3V/5V/85mA）。電壓調(diào)節(jié)器和總線收發(fā)器的結(jié)合，讓我們能夠在LIN總線系統(tǒng)中開發(fā)出簡(jiǎn)單卻強(qiáng)大的從節(jié)點(diǎn)。它主要用于處理車輛中的低速數(shù)據(jù)通信，比如便利電子產(chǎn)品。其改進(jìn)后的LIN驅(qū)動(dòng)器斜率控制，搭配用于協(xié)議處理的RC振蕩器，能確保高達(dá)20kBaud的安全數(shù)據(jù)通信。并且，總線輸出能夠承受高電壓。

二、產(chǎn)品特性

（一）電源與電壓特性

• 供電電壓最高可達(dá)40V，工作電壓范圍為 (V_{S}=5 ~V) 到27V，在不同模式下有著極低的供電電流，睡眠模式下典型值為10μA，靜音模式下典型值為57μA。
• 線性低壓降電壓調(diào)節(jié)器，電流能力達(dá)85mA，在正常、故障安全和靜音模式下都能穩(wěn)定工作。ATA6623C的 (V{CC}=3.3 V pm 2 %)，ATA6625C的 (V{CC}=5.0 ~V pm 2 %)，睡眠模式下 (V{CC}) 會(huì)關(guān)閉。同時(shí)， (V{CC}) 欠壓檢測(cè)帶有復(fù)位開漏輸出NRES，復(fù)位時(shí)間為4ms。
• 電壓調(diào)節(jié)器具備短路和過溫保護(hù)功能，在復(fù)雜的工作環(huán)境下能很好地保護(hù)設(shè)備。

  （二）通信與性能特性

• 符合LIN 2.0、2.1和SAEJ2602 - 2的LIN物理層標(biāo)準(zhǔn)，能與不同版本的LIN節(jié)點(diǎn)無限制混合使用，兼容性很強(qiáng)。
• 具有通過LIN總線喚醒功能，僅需90μs的顯性電平就能實(shí)現(xiàn)喚醒。
• TXD超時(shí)定時(shí)器可防止總線長(zhǎng)時(shí)間處于顯性狀態(tài)，保障通信的穩(wěn)定性。
• 總線引腳具備過溫和短路保護(hù)，可防止與GND和電池之間的短路情況，還擁有先進(jìn)的EMC和ESD性能，能有效抵抗外界干擾。
• 滿足OEM《汽車應(yīng)用中LIN的硬件要求Rev1.0》，并且根據(jù)ISO7637進(jìn)行了干擾和損壞保護(hù)設(shè)計(jì)。

三、引腳配置

大家在實(shí)際設(shè)計(jì)中，一定要注意各引腳的功能和連接方式，這對(duì)產(chǎn)品的正常工作至關(guān)重要。

四、功能描述

（一）物理層兼容性

LIN物理層獨(dú)立于更高層，因此符合2.x版本的節(jié)點(diǎn)能與舊版本節(jié)點(diǎn)無限制混合使用，這為系統(tǒng)的升級(jí)和擴(kuò)展提供了極大的便利。

（二）各引腳功能詳述

• 供電引腳（VS）：LIN工作電壓范圍為 (V{S}=5 ~V) 到27V，有欠壓檢測(cè)功能，防止 (V{S}) 低于5V時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤總線消息。開啟 (V_{S}) 后，IC先進(jìn)入故障安全模式并開啟電壓調(diào)節(jié)器。
• 接地引腳（GND）：即使GND斷開，IC也不會(huì)影響LIN總線，能處理高達(dá) (V_{S}) 的11.5%的接地偏移。
• 電壓調(diào)節(jié)器輸出引腳（VCC）：內(nèi)部3.3V/5V電壓調(diào)節(jié)器可驅(qū)動(dòng)高達(dá)85mA的負(fù)載，通過限流和過溫關(guān)斷保護(hù)防止過載。當(dāng)輸出電壓低于閾值時(shí)，NRES輸出會(huì)發(fā)出復(fù)位信號(hào)。
• 欠壓復(fù)位輸出（NRES）：當(dāng) (V{CC}) 低于欠壓檢測(cè)閾值時(shí)，NRES在一定時(shí)間后變?yōu)榈碗娖剑词?(V{CC}=0V) 也保持低電平，直到 (V_{S}<1.5V) 才變?yōu)楦咦钁B(tài)。
• 總線引腳（LIN）：具備內(nèi)部限流和熱關(guān)斷功能的低端驅(qū)動(dòng)器，還有符合LIN規(guī)范的上拉電阻。電壓范圍為 - 27V到 + 40V，即使GND偏移或 (V_{Batt}) 斷開也無反向電流。LIN接收器閾值與LIN協(xié)議規(guī)范兼容，且上升和下降時(shí)間受斜率控制。
• 輸入引腳（TXD）：正常模式下，TXD是微控制器控制LIN輸出狀態(tài)的接口。拉低TXD可使LIN總線變低，高電平或未連接時(shí)LIN輸出晶體管關(guān)閉，總線處于隱性狀態(tài)。同時(shí)，TXD還有顯性超時(shí)功能，防止總線長(zhǎng)時(shí)間處于顯性狀態(tài)。
• 輸出引腳（RXD）：將LIN總線狀態(tài)報(bào)告給微控制器，高電平表示LIN高（隱性狀態(tài)），低電平表示LIN低（顯性狀態(tài)）。輸出具備短路保護(hù)，未供電時(shí)RXD關(guān)閉。
• 使能輸入引腳（EN）：控制設(shè)備的工作模式，高電平時(shí)為正常模式；TXD為高時(shí)將EN置低，設(shè)備進(jìn)入靜音模式；TXD為低時(shí)將EN置低，設(shè)備進(jìn)入睡眠模式。

五、工作模式

（一）正常模式

這是LIN接口的正常收發(fā)模式，符合LIN規(guī)范2.x。 (V_{CC}) 電壓調(diào)節(jié)器輸出為3.3V/5V，公差為 ±2%，最大輸出電流為85mA。出現(xiàn)欠壓情況時(shí)，NRES變低，IC進(jìn)入故障安全模式。

（二）靜音模式

TXD為高時(shí)EN下降沿觸發(fā)進(jìn)入靜音模式，此時(shí)傳輸路徑禁用， (V{Batt}) 的總供電電流為 (I{V S s i}=57 mu A) 加上 (V{CC}) 調(diào)節(jié)器輸出電流 (I{VCC})。LIN引腳和VS引腳間的內(nèi)部從端終端禁用，只有微弱上拉電流。當(dāng)出現(xiàn)欠壓或LIN引腳電壓低于特定值時(shí)，會(huì)有相應(yīng)的喚醒或模式切換動(dòng)作。

（三）睡眠模式

TXD為低時(shí)EN下降沿觸發(fā)進(jìn)入睡眠模式，傳輸路徑禁用， (V{Batt}) 的供電電流典型值為10μA， (V{CC}) 調(diào)節(jié)器關(guān)閉，NRES和RXD為低。同樣，當(dāng)LIN引腳滿足特定條件時(shí)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程喚醒。

（四）故障安全模式

系統(tǒng)上電時(shí)自動(dòng)進(jìn)入，電壓調(diào)節(jié)器開啟，NRES輸出低電平4ms給微控制器復(fù)位，LIN通信關(guān)閉。直到EN變?yōu)楦唠娖?，才進(jìn)入正常模式。在靜音或睡眠模式下 (V_{Batt}) 掉電后上電，或NRES為低電平時(shí)，IC也會(huì)進(jìn)入此模式。

（五）未供電模式

連接電池電壓后，VS引腳電壓根據(jù)電容上升。VS高于閾值后，IC從未供電模式進(jìn)入故障安全模式。VCC輸出電壓在一定時(shí)間后達(dá)到標(biāo)稱值，NRES在復(fù)位時(shí)間內(nèi)為低電平，此期間不能進(jìn)行模式切換。

六、故障安全特性

ATA6623C/ATA6625C具備多種故障安全特性，能有效應(yīng)對(duì)各種異常情況：

• LIN短路到 (V{Battery}) 或GND時(shí)，會(huì)有相應(yīng)的限流和保護(hù)動(dòng)作，過熱時(shí)會(huì)關(guān)閉輸出，溫度恢復(fù)后再開啟，且不影響 (V{CC}) 調(diào)節(jié)器工作。
• LIN到 (V_{Batt}) 斷開時(shí)，反向電流極低，適合部分從節(jié)點(diǎn)由電池或點(diǎn)火供電的總線系統(tǒng)。
• VCC短路時(shí)，會(huì)限制輸出電流，NRES發(fā)出復(fù)位信號(hào)，IC進(jìn)入故障安全模式，過熱時(shí)也會(huì)關(guān)閉輸出再恢復(fù)。
• EN、TXD引腳在斷開時(shí)有相應(yīng)的電阻確保收發(fā)器進(jìn)入隱性模式，防止異常通信。

七、電壓調(diào)節(jié)器

電壓調(diào)節(jié)器需要外部電容進(jìn)行補(bǔ)償和平滑干擾，建議使用 (C>1.8 mu F) 的電解電容和 (C = 100nF) 的陶瓷電容，客戶可根據(jù)應(yīng)用調(diào)整電容值。特殊的SO8封裝可實(shí)現(xiàn) (R{thja }) 為80K/W，建議將引腳3連接到印刷板上的寬GND板以實(shí)現(xiàn)良好的散熱。為微控制器編程時(shí)，可在斷開系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片VS引腳的情況下，通過外部電源為 (V{CC}) 輸出供電，不會(huì)影響系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片。

八、電氣特性

文檔詳細(xì)列出了各引腳和參數(shù)在不同條件下的電氣特性，包括不同模式下的供電電流、引腳電壓閾值、調(diào)節(jié)器輸出電壓、負(fù)載調(diào)節(jié)、電源紋波抑制等，這為我們的電路設(shè)計(jì)和性能評(píng)估提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)依據(jù)。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們要根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和要求，合理選擇和參考這些電氣參數(shù)，以確保產(chǎn)品的性能和穩(wěn)定性。

九、訂購(gòu)與封裝信息

產(chǎn)品有不同的型號(hào)可供選擇，如ATA6623C - GAQW（3.3V LIN系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片）和ATA6625C - GAQW（5V LIN系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片），均采用無鉛、4k、編帶包裝的SO8封裝。同時(shí)，文檔還提供了SO8封裝的詳細(xì)尺寸信息，方便我們進(jìn)行PCB布局設(shè)計(jì)。

十、總結(jié)

Atmel的ATA6623C/ATA6625C LIN總線收發(fā)器憑借其豐富的功能、出色的性能和可靠的保護(hù)機(jī)制，在汽車電子等需要LIN總線通信的領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力。在實(shí)際的電子設(shè)計(jì)中，我們可以充分利用其特性來開發(fā)出高性能、高可靠性的LIN總線節(jié)點(diǎn)，為系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。大家在使用過程中如果遇到任何問題，或者有不同的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，歡迎在評(píng)論區(qū)交流分享。