CAN与LIN网络收发器为车载安全系统传递与收集数据
CAN与LIN网络收发器为车载安全系统传递与收集数据
随着汽车中有越来越多的电子设备，这些电子设备都需要车载网络（in-vehicle networks, IVN）来协助传递与收集数据。本文将为您介绍当前主流的两个车载网络技术CAN（Controller Area Network，控制器局域网）与LIN（Local Interconnect Network，局域互连网）的特性，以及由安森美半导体（ON Semiconductor）推出的收发器解决方案。
汽车电子设备需要车载网络传递与收集数据
随着越来越多主动安全系统越来越成熟，例如ABS（Anti-locking Breaking System）防死锁剎车系统、TRC（Traction Control System）循迹防滑控制系统、EBD（Electronic Brake-Force Distribution）电子剎车力分配系统、BAS（Brake Assist System）剎车辅助系统，以及更多的先进安全技术，例如LKA（Lane-Keeping Assist）车道保持辅助系统、FCW（Forward-Collision Warning）前方碰撞警示系统、ACC（Adaptive Cruise Control）自适应巡航控制系统、BSW（Blind-Spot Warning）盲点检测警示系统、AEB（Automatic Emergency Braking）自动紧急制动系统等，使得汽车上搭载越来越多的电子设备，这些电子设备与中控系统便需要采用各种车载网络，来传递、收集相关的汽车行驶数据。
CAN与LIN是最常用的车载网络主流技术
目前常见的车载网络包括CAN、LIN、FlexRay、MOST、SENT等，其中尤以CAN与LIN是当前最常用的主流技术。
CAN是一种功能丰富的车用总线标准，被设计用于在不需要主机的情况下，允许网络上的单芯片和仪器相互通信，它基于信息传递协议，设计之初在车辆上采用多任务复用通信电缆，以降低铜线使用量。CAN拥有了良好的弹性调整能力，可以在现有网络中增加节点而不用在软、硬件上做出调整。除此之外，信息的传递不基于特殊种类的节点，增加了升级网络的便利性。
LIN总线旨在以尽可能低的成本传递来自控制设备的低速数据，总线旨在消除尽可能多的布线，并在每个节点中使用单根导线实现。每个节点都有一个识别和转换特定于该功能的指令的从MCU状态机。LIN总线的主要吸引力在于所有功能都不是时间紧迫的，通常与乘客的舒适度有关。LIN典型应用于后视镜、玻璃升降器、门开关、门锁、汽车座椅、发动机传感器、发动机冷却风扇、刮水器控制、雨水传感器、灯光控制、天窗等。
安森美半导体针对CAN与LIN应用推出多款收发器，本文将为您介绍其中几款收发器供您参考。
高速低功耗CAN、CAN FD收发器
NCV7344 CAN收发器是CAN协议控制器和物理总线之间的接口，收发器为总线提供差分发送功能，为CAN控制器提供差分接收功能。NCV7344保证了额外的时序参数，以确保在超过1 Mbps的数据速率下进行稳定的通信，以应对CAN灵活的数据速率要求（CAN FD）。这些功能使NCV7344成为在需要通过CAN总线具有唤醒功能的低功耗模式的节点中，是所有类型的HS-CAN网络的理想选择。
NCV7344兼容于ISO 11898−2:2016，符合高达5 Mbps的环路延迟对称性规范，NCV7344-3版本上的VIO引脚，允许与3 V至5 V微控制器直接接口，支持可通过总线唤醒的极低电流待机模式，具备低电磁辐射（EME）和高电磁抗扰度，且没有共模（CM）扼流圈，没有供电节点的总线将不受干扰，具备传输数据（TxD）主导超时功能，在所有供应条件下，芯片的行为都可预测，总线引脚的ESD稳固性极高，可抵抗大于8 kV的系统ESD脉冲，支持热保护、总线引脚对电源电压和接地的短路保护，具备可防止汽车环境中瞬变的总线引脚，都是无铅器件，采用可润湿的侧面包装，可用于增强光学检测，并符合AEC-Q100和PPAP标准，典型应用于汽车、工业网络等领域。
高速、低功耗的双路CAN FD收发器
NCV7446是双CAN FD物理层收发器，它允许两个独立的CAN物理总线和两个独立的CAN协议控制器的接口。它由两个完全独立的NCV7344收发器组成，NCV7446保证了额外的时序参数，以确保在超过1 Mbps的数据速率下进行稳定的通信，以应对CAN灵活的数据速率要求（CAN FD）。这些特性使NCV7446成为在需要通过CAN总线实现唤醒功能的低功耗模式的节点中，所有类型的HS-CAN网络的理想选择。
NCV7446符合ISO 11898−2:2016规范，CAN FD时序指定高达5 Mbps，具有通过总线唤醒的极低电流待机模式，具备低EME和高电磁抗扰度，没有供电节点的总线将不受干扰，支持传输数据（TxD）主导超时功能，在所有供应条件下，芯片的行为都可预测，总线引脚具有很高的ESD稳固性，支持热保护、总线引脚对电源电压和接地的短路保护，可防止汽车环境中瞬变的总线引脚，采用可润湿的侧面包装，可用于增强光学检测，符合AEC-Q100和PPAP标准，器件无铅、无卤素／无溴化阻燃剂，并且符合RoHS要求。
高速低功耗CAN收发器
NCV7342 CAN收发器是CAN协议控制器和物理总线之间的接口，可在12 V和24 V系统中使用。由于接收器输入的宽共模电压范围和其他设计功能，NCV7342能够达到出色的EMS水平。此外，通过输出信号的出色匹配，可实现极低的EME。
NCV7342兼容于ISO 11898−2、ISO 11898−5标准，支持最高1 Mbps的高速传输，NCV7342-3版本上的VIO引脚，允许与3 V至5 V微控制器直接接口，NCV7342-0版本上的VSPLIT引脚，可用于总线共模稳定，通过总线唤醒时，待机模式下的电流消耗极低，在整个频率范围内具有出色的EMS水平，具备极低的EME，也没有共模扼流圈，可防止超过15 kV系统ESD脉冲的总线引脚，支持传输数据（TxD）主导超时功能、待机模式下的总线主导超时功能，在所有供应条件下，芯片的行为均可预测，节点未通电时，不会干扰总线，具备热保护，可防止汽车环境中瞬变的总线引脚，支持总线引脚对电源电压和接地的短路保护，并是无铅器件，采用可润湿的侧面包装，可用于增强光学检测，并符合AEC-Q100和PPAP标准。
高速CAN、CAN FD收发器
NCV7351 CAN收发器是CAN议控制器和物理总线之间的接口，可在12 V和24 V系统中使用。NCV7351是CAN高速收发器系列的补充，是对NCV734x CAN独立收发器和以前的产品（例如AMIS42665、AMIS3066x等）的补充。NCV7351F则是基于NCV7351收发器的系列的补充，具有改进的位定时对称特性，可满足CAN灵活数据速率要求（CAN FD）。
由于接收器输入的宽共模电压范围和其他设计功能，NCV7351能够达到出色的EMS水平。此外，通过输出信号的出色匹配，可实现极低的EME。NCV7351兼容于ISO 11898−2标准，支持最高1 Mbps的高速传输，NCV7351F版本具有环路延迟对称性规范（根据ISO11898−2，最高2 Mbps，最高5 Mbps，仅供参考），NCV7351(F)D13版本上的VIO引脚，允许与3 V至5 V微控制器直接接口，NCV7351D1E版本上的EN引脚，允许将收发器切换到非常低的电流关闭模式，在整个频率范围内具有出色的EMS水平，具备极低的EME以及无共模扼流圈。
NCV7351具备可防止超过15 kV系统ESD脉冲的总线引脚，支持传输数据（TxD）主导超时功能，在所有供应条件下，芯片的行为均可预测，无电源节点的总线不受干扰，支持总线引脚对电源电压和接地的短路保护，以及可防止汽车环境中瞬变的总线引脚与热保护功能。NCV7351是无铅器件，并符合AEC-Q100和PPAP标准。
功能齐全的LIN收发器
NCV7321是功能齐全的LIN收发器，设计用于在LIN协议控制器和物理总线之间建立接口。收发器采用I3T技术实现，使高压模拟电路和数字功能可以共存于同一芯片上。
NCV7321 LIN总线收发器符合规范修订版2.x（向后兼容1.3版）和J2602，总线电压为45 V，传输速率为1 kbps至20 kbps，支持K−Line总线体系结构，在保护功能方面，支持热关断、引脚LIN和WAKE上朝向电源和接地的不确定短路保护、负载突降保护（45 V），可防止汽车环境中瞬变的总线引脚，在EMI兼容性上支持集成坡度控制。
NCV7321具有三种运作模式，包括在普通模式时，可启用LIN收发器，通过LIN总线进行通信，INH开关打开；在睡眠模式时，禁用LIN收发器，VBB的功耗降至最低，INH开关关闭；在待机模式时，上电或唤醒事件后达到过渡模式，INH开关打开；唤醒可以通过LIN命令或WAKE引脚上的数字信号（例如外部开关）将组件从睡眠模式带入待机模式。
NCV7321符合AEC-Q100和PPAP标准，这些器件无铅、无卤素／无溴化阻燃剂，并且符合RoHS要求。
符合ISO 17987−4和SAE J2602的LIN收发器
NCV7329是功能齐全的LIN收发器，旨在LIN协议控制器和物理总线之间建立接口，符合ISO 17987−4（向后兼容LIN规范修订版2.x，1.3）和SAE J2602，总线电压为42 V，传输速率为1 kbps至20 kbps，支持TxD超时功能与集成坡度控制，具备热关断、欠压保护、防止汽车环境中瞬变的总线引脚等保护功能。
NCV7329支持三种模式，在普通模式下会启用LIN收发器，并通过总线进行通信，在睡眠模式下将禁用LIN收发器，将VBB的功耗降至最低，在待机模式下时，支持在LIN总线的唤醒事件后达到的过渡模式。
NCV7329支持与NCV7321引脚兼容的子集，也与K−line兼容，并符合AEC-Q100和PPAP标准，器件无铅、无卤素／无溴化阻燃剂，并且符合RoHS要求。
支持LIN协议的双信道物理层器件
NCV7422是使用LIN协议的双信道物理层器件，它允许两个独立的LIN物理总线和LIN协议控制器的接口。该器件符合ISO 17987-4、LIN2.2a、LIN2.2、LIN2.1、LIN 2.0和SAEJ2602标准。
NCV7422是采用DFN-14绿色封装（无铅）的LIN总线收发器，支持总线电压±42 V，传输速率为1 kbps至20 kbps，支持TxD超时功能，集成坡度控制，具备热关机、欠压检测、在汽车环境模式下防止瞬变的总线引脚等保护功能。
NCV7422支持正常模式，可启用LIN收发器，通过总线进行通信，以及睡眠模式，禁用LIN收发器，将VBB的功耗降至最低，还有待机模式，将LIN总线的唤醒事件后达到的过渡模式。
NCV7422与NCV7329 DFN8封装引脚兼容，也与K−line兼容，采用可润湿的侧面包装，可用于增强光学检测，并符合AEC-Q100和PPAP标准，器件无铅、无卤素／无溴化阻燃剂，并且符合RoHS要求。
结语
随着汽车内安装越来越多的电子设备，车载网络运作的稳定性也显得更为重要，安森美半导体提供多款支持CAN或LIN协议的收发器，可以满足各种汽车电子设备的需求，值得有意进军相关产品市场的厂商进一步了解与采用。