以往，在升級(jí)至或擴(kuò)展CAN FD功能時(shí)，設(shè)計(jì)師不得不在其設(shè)計(jì)中整合多個(gè)分立的組件或徹底修改微控制器，不僅耗時(shí)，而且成本高昂。為此，TI公司推出了新款汽車(chē)系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）TCAN4550-Q1。它集成了使用靈活數(shù)據(jù)速率控制器局域網(wǎng)（CAN FD）的控制器和收發(fā)器，采用了幾乎所有微控制器的串行外圍接口（SPI）總線來(lái)部署CAN FD接口，或提高系統(tǒng)中CAN FD總線端口的數(shù)量，同時(shí)對(duì)硬件進(jìn)行最少的改動(dòng)。

有了這款芯片，設(shè)計(jì)師能夠保有汽車(chē)電子和照明、高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）及汽車(chē)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)的基于微控制器的現(xiàn)有架構(gòu)，簡(jiǎn)化CAN FD的升級(jí)或擴(kuò)展。來(lái)聽(tīng)聽(tīng)TI公司接口產(chǎn)品部門(mén)產(chǎn)品線經(jīng)理Charles (Chuck) Sanna的詳細(xì)解讀吧！

什么是SBC？

系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）是純粹的集成電路，它將控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）或本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LIN）收發(fā)器與內(nèi)部/外部“功率器件”集成在一起。該功率器件可以是低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）、DC/DC轉(zhuǎn)換器或兩者兼有。當(dāng)設(shè)計(jì)師需要更多輸出功率，或者需要離散式解決方案的布局選項(xiàng)并且該方案需要收發(fā)器和離散式LDO或DC/DC轉(zhuǎn)換器時(shí)，SBC無(wú)疑是理想的選擇。

對(duì)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，SBC并非新生事物，但是，近期在集成和性能方面的創(chuàng)新大大拓展了這些設(shè)備的使用。對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)師而言，其高水平的集成和更高的可靠性可以使其實(shí)現(xiàn)質(zhì)量更輕和成本更低的設(shè)計(jì)。從經(jīng)典CAN向靈活數(shù)據(jù)速率CAN（CAN FD）的轉(zhuǎn)型，要求解決方案能夠彌補(bǔ)CAN FD控制器和處理器可用性之間的差距。

什么是CAN FD？

CAN FD通信協(xié)議是基于原始CAN總線標(biāo)準(zhǔn)（又稱(chēng)為“經(jīng)典CAN”）而設(shè)計(jì)的，有助于確保多種車(chē)載網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸率和吞吐量在繼續(xù)演進(jìn)的同時(shí)，汽車(chē)微控制器和連接的系統(tǒng)能夠以各種速率高效通信。CAN FD協(xié)議支持高達(dá)5 Mbps的數(shù)據(jù)傳輸率和高達(dá)64字節(jié)的有效負(fù)荷，有效提升了設(shè)計(jì)師的能力，使其能夠在其下一代汽車(chē)應(yīng)用中更快速地移動(dòng)數(shù)據(jù)。

TCAN4550-Q1有哪些優(yōu)勢(shì)？

（1）輕松升級(jí)和擴(kuò)展CAN FD總線

如果微控制器的CAN FD端口數(shù)量有限，設(shè)計(jì)師可以使用這款芯片經(jīng)由汽車(chē)系統(tǒng)中現(xiàn)有的SPI端口添加更多的CAN FD總線。通常來(lái)講，此類(lèi)總線擴(kuò)展需要重新設(shè)計(jì)系統(tǒng)，而使用TCAN4550-Q1則可以輕松便捷地實(shí)現(xiàn)CAN FD總線的升級(jí)和擴(kuò)展。

（2）提高最大數(shù)據(jù)傳輸率

全新SBC支持汽車(chē)在組裝期間能夠基于8 Mbps最高數(shù)據(jù)傳輸率來(lái)更快速地編寫(xiě)汽車(chē)軟件程序，超越了CAN FD協(xié)議的5 Mbps最高數(shù)據(jù)傳輸率。

（3）小封裝尺寸減少板載空間

憑借集成式125 mA低壓差（LDO）線性穩(wěn)壓器，TCAN4550-Q1不僅可以為自己供電，還能為傳感器或其他組件供應(yīng)70 mA的外部輸出。由于減少了對(duì)外部電源組件的需要，因此縮小了電源設(shè)計(jì)所占的空間。

（4）提高設(shè)計(jì)靈活性

設(shè)計(jì)師依托高度集成的TCAN4550-Q1可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，包括集成式±58-VDC總線故障保護(hù)、看門(mén)狗計(jì)時(shí)器及故障切換模式。此外，TCAN4550-Q1還能夠交叉兼容經(jīng)典CAN協(xié)議。

TI為基礎(chǔ)技術(shù)注入新的生命力

如果你熟悉CAN或LIN收發(fā)器，就一定知道，這些收發(fā)器提供其相應(yīng)技術(shù)的輸入和輸出。一旦它們收到數(shù)據(jù)包，這些收發(fā)器就會(huì)將數(shù)據(jù)傳送給微控制器或微處理器進(jìn)行進(jìn)一步的操作。反之，它們會(huì)從同一處理器接收信息，經(jīng)由相關(guān)總線進(jìn)行出站通信。

盡管CAN和LIN收發(fā)器在本質(zhì)上看是相當(dāng)基礎(chǔ)的技術(shù)，但供應(yīng)商在持續(xù)為其添加更多功能，在力求增加保護(hù)功能的同時(shí)，削減設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、空間和成本。這些功能通常包括總線故障保護(hù)和靜電釋放保護(hù)，以及通過(guò)1.8 ~3.3V 或 1.8~5V輸入/輸出（也稱(chēng)為VIO）與處理器往返數(shù)據(jù)的能力。

除了TCAN4550-Q1之外，TI還有很多其他產(chǎn)品，包括車(chē)規(guī)級(jí)的CAN收發(fā)器、車(chē)規(guī)級(jí)的LIN收發(fā)器（LIN是單線低速率接口）、3.3V工業(yè)級(jí)CAN收發(fā)器、5V CAN收發(fā)器（傳統(tǒng)汽車(chē)電瓶車(chē)12V，商用型汽車(chē)電瓶是24V，但有時(shí)會(huì)震蕩到50~60V，TI 5V CAN 收發(fā)器最高支持70V耐壓，可以支持商用車(chē)），以及隔離式CAN收發(fā)器（主要針對(duì)新能源汽車(chē)，其電軌既有400V，也有低壓軌12V、24V，它們之間需要進(jìn)行隔離）。TI希望借助這些豐富的產(chǎn)品來(lái)助力產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。