NESA006 April 2022 TCAN1462-Q1 , TCAN1463-Q1 , TCAN1473-Q1
現代的汽車會執行大量功能,以提高車輛的安全性、性能和舒適性。從動力系統、先進駕駛輔助系統、車身電子、照明,到車載資訊娛樂系統與安全性,車輛中部署了大量的電子控制單位 (ECU) 以執行前述電機功能。
ECU 會透過車載網路匯流排交換控制與數據記錄資訊。在控制器區域網路 (CAN)、區域互連網路 (LIN)、FlexRay 與 Ethernet 中,CAN 匯流排依舊是最受歡迎的選項,因為其易於使用、具有良好的共模雜訊抑制、採用優先權式傳訊、以按位元仲裁處理匯流排競爭,並且具備錯誤偵測和復原功能。
此外,CAN 匯流排的另一項重大優勢在於只要對現有 CAN 匯流排新增節點,就能擴充車輛網路。不過,隨著網路變得更加複雜 (例如以星狀拓撲連結的 CAN 節點),前述優勢就會消失。這類網路中固有的無端接短線所導致的反射,可能會在速度較高時造成訊號通訊作業出錯。因此,雖然 CAN 靈活資料速率 (FD) 收發器額定速率可達 5 Mbps,但在實際車輛網路中使用的速率卻不到 2 Mbps。利用訊號改善功能 (SIC),就可在複雜的星狀網路中以 5 Mbps 甚或更高速率使用 CAN-FD 收發器,而且無需進行大規模的重新設計作業。
Other TMs
訊號改善是新增至 CAN-FD 收發器的額外功能,可透過將訊號振鈴最小化,提升複雜星狀拓樸能夠達到的最大數據速率。CAN SIC 收發器需要符合或超越國際標準化組織 (ISO) 11898-2:2016 高速 CAN 實體層標準的規格,以及 CAN-in-Automation (CiA) 601-4 訊號改善規格。
圖 1-1 所示為一般 CAN-FD 收發器,其 CAN 匯流排訊號會在超過 900 mV (CAN 接收器的顯性閾值) 與低於 500 mV (CAN 接收器的隱性閾值) 時發生振鈴,導致產生接收數據 (RXD) 突波。而在參照 CiA 601-4 之下,圖 1-2 則顯示了 CAN SIC 功能接收器如何使匯流排訊號振鈴衰減,進而產生正確的 RXD 訊號。
就電子參數而言,相較於一般 CAN-FD 收發器,符合 CiA 601-4 的 CAN SIC 收發器具有更緊密的位元定時對稱和迴路延遲規格,如表 1-1 所示。將傳輸路徑和接收路徑的延遲分離,可協助系統設計人員在具有其它訊號鏈元件的情況下,明確地計算網路傳播延遲。需要注意的一點是 CiA 601-4 所規定的定時與數據速率無關,且以 2-Mbps 與 5-Mbps 運作時都適用。
CiA 601-4 規格 | ISO 11898-2:2016 規格 | ||||
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參數 | 記號 | 最小 [ns] |
最大 [ns] |
最小 [ns] |
最大 [ns] |
訊號改善時間,以 TX 為基準 | tSIC_TX_base | 不適用 | 530 | 不適用 | |
傳輸的位元寬度變化 | ΔtBit(Bus) | -10 | 10 | 2 Mbps 為 –65 | 2 Mbps 為 30 |
5 Mbps 為 –45 | 5 Mbps 為 10 | ||||
接收的位元寬度 | ΔtBit(RxD) | -30 | 20 | 2 Mbps 為 –100 | 2 Mbps 為 50 |
5 Mbps 為 –80 | 5 Mbps 為 20 | ||||
接收器定時對稱 | ΔtREC | -20 | 15 | 2 Mbps 為 –65 | 2 Mbps 為 40 |
5 Mbps 為 –45 | 5 Mbps 為 15 | ||||
發射器數據 (TXD) 至匯流排顯性的傳播延遲 | tprop(TxD-busdom) | 80 | 在最高 255 ns 時,只有指定迴圈延遲 (TXD 至匯流排至 RXD) | ||
TXD 至匯流排隱性的傳播延遲 | tprop(TxD-busrec) | 80 | |||
匯流排至 RXD 顯性的傳播延遲 | tprop(busdom-RxD) | 110 | |||
匯流排至 RXD 隱性的傳播延遲 | tprop(busrec-RxD) | 110 |