Atmel ATA6628/ATA6630：LIN總線收發(fā)器的卓越之選

在汽車電子和其他低速率數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，LIN（Local Interconnect Network）總線憑借其成本低、結(jié)構(gòu)簡單的特點得到了廣泛應(yīng)用。Atmel公司推出的ATA6628和ATA6630 LIN總線收發(fā)器，為LIN總線系統(tǒng)的設(shè)計提供了強(qiáng)大而可靠的解決方案。今天，我們就來深入了解這兩款芯片的特性、功能及應(yīng)用。

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一、產(chǎn)品概述

Atmel ATA6628和ATA6630是高度集成的LIN收發(fā)器，符合LIN 2.0、2.1和SAEJ2602 - 2規(guī)范。它們的主要區(qū)別在于電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓：ATA6628提供3.3V/85mA的輸出，而ATA6630則提供5V/85mA的輸出。這兩款芯片具備低功耗、高性能和高可靠性等優(yōu)點，適用于汽車中的便利性電子設(shè)備等低速率數(shù)據(jù)通信場景。

二、產(chǎn)品特性亮點

1. 工作模式靈活

支持主從操作模式，能適應(yīng)不同的LIN總線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。無論是作為主節(jié)點發(fā)起通信，還是作為從節(jié)點響應(yīng)指令，都能穩(wěn)定工作。

2. 寬電壓范圍

• 供電電壓最高可達(dá)40V，工作電壓范圍為 (V_{S}=5V) 至27V，能適應(yīng)復(fù)雜的電源環(huán)境。
• 睡眠模式下典型供電電流僅為10μA，靜默模式下典型供電電流為35μA，有效降低了功耗。

  3. 強(qiáng)大的電壓調(diào)節(jié)功能

• 內(nèi)置線性低壓差電壓調(diào)節(jié)器，具備85mA的電流輸出能力。ATA6628的 (V{CC}=3.3V pm 2%)，ATA6630的 (V{CC}=5.0V pm 2%)，能為微控制器和其他IC提供穩(wěn)定的電源。
• 睡眠模式下，(V_{CC}) 會被關(guān)閉，進(jìn)一步節(jié)省功耗。

  4. 可靠的保護(hù)機(jī)制

• 具備 (V_{CC}) 欠壓檢測（4ms復(fù)位時間）和看門狗復(fù)位功能，通過開漏輸出NRES進(jìn)行邏輯組合，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
• 總線引腳具備過溫和短路保護(hù)功能，能有效防止因異常情況對芯片造成損壞。

  5. 高速通信能力

  支持高達(dá)200kBaud的傳輸速率，滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?/p>

  6. 電池電壓檢測

  內(nèi)置1:6的電壓分壓器，可用于 (V_{Battery}) 檢測，方便對電池狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。

  7. 喚醒功能多樣

  可通過LIN總線、喚醒引腳（WAKE）或點火引腳（KL_15）實現(xiàn)喚醒，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度。

  8. 出色的EMC和ESD性能

  滿足OEM “Hardware Requirements for LIN in Automotive Applications Rev.1.1” 標(biāo)準(zhǔn)，具備良好的抗干擾能力，符合ISO7637的干擾和損壞保護(hù)要求，并通過了AEC - Q100認(rèn)證。

三、引腳配置與功能

四、工作模式詳解

1. 正常模式

這是正常的收發(fā)模式，電壓調(diào)節(jié)器開啟，可提供高達(dá)85mA的電流。欠壓檢測功能激活，看門狗需要來自NTRIG的觸發(fā)信號以避免NRES輸出復(fù)位信號。若NRES變?yōu)榈碗娖?，芯片將進(jìn)入故障安全模式。

2. 靜默模式

當(dāng)TXD為高電平時，EN引腳的下降沿會使芯片進(jìn)入靜默模式。在此模式下，傳輸路徑被禁用，INH輸出關(guān)閉，電壓分壓器可通過DIVON引腳激活。LIN引腳與VS引腳之間的內(nèi)部從端終端電阻被禁用，以降低功耗。當(dāng)LIN引腳電壓低于LIN預(yù)喚醒檢測電壓 (V{LINL}) 時，內(nèi)部LIN接收器被激活，開始喚醒檢測定時器。

3. 睡眠模式

當(dāng)TXD為低電平時，EN引腳的下降沿會使芯片進(jìn)入睡眠模式。睡眠模式下，傳輸路徑禁用，INH輸出、PV輸出和 (V_{CC}) 調(diào)節(jié)器關(guān)閉，NRES和RXD為低電平。同樣，LIN引腳與VS引腳之間的內(nèi)部從端終端電阻被禁用，以減少功耗。當(dāng)LIN引腳出現(xiàn)特定的電壓變化時，可觸發(fā)遠(yuǎn)程喚醒請求，使芯片從睡眠模式切換到故障安全模式。

4. 故障安全模式

系統(tǒng)上電時，芯片自動進(jìn)入故障安全模式。此時，電壓調(diào)節(jié)器開啟，NRES輸出在 (t_{res}=4ms) 內(nèi)保持低電平，向微控制器發(fā)送復(fù)位信號。LIN通信關(guān)閉，直到EN引腳變?yōu)楦唠娖?，芯片才會切換到正常模式。

5. 無供電模式

當(dāng)電池電壓連接到應(yīng)用電路時，VS引腳電壓根據(jù)塊電容上升。當(dāng)VS高于VS欠壓閾值 (VS{th}) 時，芯片從無供電模式切換到故障安全模式。若VS低于 (VS{th})，芯片則切換回?zé)o供電模式。

6. 高速模式

當(dāng)SPMODE引腳為高電平且芯片處于正常模式時，斜率控制關(guān)閉，LIN下降沿的斜率時間 (t{S_{-} Fall}<2μs)，可實現(xiàn)高達(dá)200kBaud的高速數(shù)據(jù)傳輸，但此模式下無法保證卓越的EMC性能。

五、喚醒場景

1. 遠(yuǎn)程喚醒

當(dāng)LIN引腳電壓低于LIN預(yù)喚醒檢測電壓 (V{LINL}) 時，內(nèi)部LIN接收器激活并啟動喚醒檢測定時器。LIN引腳出現(xiàn)下降沿，隨后總線保持主導(dǎo)電平一定時間（(> t{BUS})），再出現(xiàn)上升沿，將觸發(fā)遠(yuǎn)程喚醒請求，芯片從靜默或睡眠模式切換到故障安全模式。

2. 本地喚醒

• 通過WAKE引腳：WAKE引腳出現(xiàn)下降沿，隨后保持低電平一定時間（(>t_{WAKE})），可觸發(fā)本地喚醒請求，芯片切換到故障安全模式。
• 通過KL_15引腳：KL15引腳出現(xiàn)正邊沿，隨后保持高電壓一定時間（(>t{KL_{-} 15})），可觸發(fā)本地喚醒請求，芯片切換到故障安全模式。

六、看門狗功能

看門狗期望在 (T{wd}) 時間窗口內(nèi)從微控制器的NTRIG（負(fù)邊沿）輸入接收到觸發(fā)信號，觸發(fā)信號的持續(xù)時間必須超過 (t{trigmin}>200ns)。若未收到觸發(fā)信號，NRES輸出將產(chǎn)生復(fù)位信號?？撮T狗的定時基礎(chǔ)由內(nèi)部振蕩器提供，其時間周期 (T{OSC1}) 可通過外部電阻 (R{wd_osc})（34kΩ至120kΩ）進(jìn)行調(diào)節(jié)。在靜默或睡眠模式下，看門狗關(guān)閉以降低功耗。

七、電氣特性與絕對最大額定值

文檔詳細(xì)列出了ATA6628/ATA6630的電氣特性，包括各引腳的電壓、電流、電容等參數(shù)，以及絕對最大額定值，如供電電壓、溫度范圍等。在設(shè)計應(yīng)用電路時，必須嚴(yán)格遵循這些參數(shù)，以確保芯片的正常工作和可靠性。

八、應(yīng)用建議

1. 電壓調(diào)節(jié)器電容選擇

電壓調(diào)節(jié)器需要外部電容進(jìn)行補(bǔ)償和平滑處理，建議使用 (C>1.8μF) 的電解電容和 (C = 100nF) 的陶瓷電容，具體電容值可根據(jù)應(yīng)用需求進(jìn)行調(diào)整。

2. 看門狗電阻選擇

通過選擇合適的外部電阻 (R_{wd_osc})，可以調(diào)整看門狗的觸發(fā)周期，使其滿足系統(tǒng)的要求。

3. 保護(hù)電路設(shè)計

為了提高芯片的抗干擾能力和可靠性，建議在關(guān)鍵引腳（如KL_15、WAKE等）上添加適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)電路，如串聯(lián)電阻和陶瓷電容。

九、總結(jié)

Atmel ATA6628/ATA6630 LIN總線收發(fā)器以其豐富的功能、低功耗和高可靠性，為LIN總線系統(tǒng)的設(shè)計提供了理想的解決方案。無論是在汽車電子還是其他低速率數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域，這兩款芯片都能發(fā)揮重要作用。作為電子工程師，我們在設(shè)計過程中應(yīng)充分利用其特性，合理配置引腳和參數(shù)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能。你在使用LIN總線收發(fā)器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。