Beatrice Fankem

系統基礎晶片 (SBC) 最簡單的形式，是將控制器區域網路 (CAN) 或區域互連網路 (LIN) 收發器與電源管理元件整合的半導體。電源管理元件可以是低壓差穩壓器 (LDO)、DC/DC 轉換器，或兩者兼具。

SBC 有助於減少元件和收發器佔用空間，特別是在應用需要額外電源或有佈局限制時。TI SBC 還可以降低系統能耗，從而延長電池壽命並降低功耗。

在深入探討 SBC 之前，我們先關心一下 CAN 或 LIN 收發器。這兩種收發器都是匯流排介面，可透過纜線為各自的技術提供各個節點之間的通訊。收發器從處理器 A 取得單端資訊，並將其轉換為透過纜線傳輸的差動訊號。接收收發器接收差動訊號，將其轉換回單端，再傳送至處理器 B 以進行進一步動作。

儘管市面上有基本 CAN 和 LIN 收發器，但仍可透過增加保護來進行強化，同時降低設計複雜性、空間與成本。‌這些功能通常包括匯流排故障保護、靜電放電保護以及透過 1.8V 至 3.3V 或 5V 輸入/輸出 (也稱爲 ‌V_IO) 向處理器傳送和接收資料的能力。

對於汽車和工業設計人員來說，SBC 的高整合度和更高的可靠性可以為任何使用 CAN 或 LIN 以及電壓穩壓器的系統提供更輕、成本更低的設計。

根據整合程度，SBC 主要分為三類：

• 通用 SBC 包括匯流排介面 (CAN、LIN 或兩者) 和 LDO，其輸出電壓可為系統中的其他元件供電。這種類型的 SBC 還可包括序列週邊介面 (SPI) 或用於主機功能配置的針腳控制、基礎監視計時器和喚醒針腳。
• 中階 SBC 整合了增強功能，可進一步減少電路板佔用空間。這些功能包括多個功率元件、高壓側開關、多個喚醒針腳、跛行針腳和可設定的監視計時器。有些會配備多個 LIN 或 CAN 收發器，或是提供擴充匯流排介面的選項，並支援通道擴充。功率元件可以是輸出電流 >250mA 的 DC/DC，也可以是支援高達 250mA 電流的 LDO。
• 進階 SBC 提供特殊功能，這些功能根據整個系統的需求而有所不同。例如，整合 CAN 控制器和收發器 (也稱為 SPI 至 CAN 彈性資料速率 (FD) 控制器 SBC) 可以輕鬆與未整合 CAN 控制器的主機或需要額外 CAN 通道的主機配對。

讓我們回顧一下 TI SBC 的一些範例，它們的主要特性和優點。

‌TCAN11623-Q1 通用 SBC 整合了 CAN FD 收發器、喚醒針腳和 3V、70mA LDO 輸出，而 TCAN11625-Q1 則支援 5V、100mA LDO 輸出。‌LDO 負責為外部小負載供電，而外部元件則可以使用喚醒針腳來喚醒節點。TCAN11623-Q1 系列產品具有自供電功能，因此無需額外的電壓軌來為 SBC 供電。

TLIN1431-Q1 中階 SBC 包括 LIN 收發器、監視計時器、高壓側開關、喚醒針腳和 125mA LDO。TLIN1431-Q1 還支援通道擴充，讓您可以透過新增和控制外部 LIN 或 CAN FD 收發器來靈活地擴充系統，而無需使用處理器的其他通用輸入/輸出。圖 2 是 TLIN1431-Q1 與 TCAN11623-Q1 的基本方塊圖。通道擴充功能可讓設計人員為系統中的小負載增加一個 CAN 通道和另一個電源。

‌TCAN4550-Q1 進階 SBC 將 CAN FD 控制器和 CAN FD 收發器結合在一個封裝中。它包括一個本地喚醒針腳、一個監視計時器和一個 70mA LDO 輸出。‌TCAN4550-Q1 為任何沒有 CAN 介面的主機增加了 CAN 通訊能力，並允許一個額外的 CAN 通道。它還彌補了從傳統 CAN 到 CAN FD 的差距。圖 3 顯示了 TCAN4550-Q1 的基本方塊圖及其透過 SPI 與主機處理器的連線。

TCAN4550-Q1 提供了額外的功能，包括支援 1.8V、3.3V 和 5V 的 V_IO、喚醒、抑制和逾時監視功能，可以啟用通常無法使用的處理器功能。

TI 已針對電路板空間、系統成本和電源效率將其 CAN 和 LIN SBC 最佳化。此外，TI 也使設計人員能夠透過文件滿足功能安全合規性，並滿足汽車原始設備製造商的排放和製造要求。

結論

‌對於任何需要匯流排通訊介面且需要為系統中其他元件供電的系統，SBC 是最佳解決方案。SBCS 根據收發器類型、輸出電壓和電流來源提供多種選項。‌TI 定義了 SBC 架構，以滿足廣泛的汽車和工業應用要求。設計人員可以根據其特定系統需求來配置 SBC。

SBC 將根據市場需求不斷發展，並由 CAN 和 LIN 標準提供支援，以滿足不斷變化的市場環境需求。

其他資源

• 如需更多有關 TCAN4550-Q1 中整合式 LDO 的資訊，請參閱應用報告「了解 TCAN4550-Q1 中的 LDO 性能」。
• 閱讀技術文章「離散式 SBC：適用於任何應用的多功能可擴充解決方案」。
• 閱讀技術文章「探索 CAN FD 與速度無關的優勢」。