芯力特具有超低功耗國產SIT1043 CAN收發(fā)器在汽車ECU中的應用

ECU是全稱ElectronicControl Unit的縮寫，即電子節(jié)點控制單元，泛指汽車上所有電子控制系統(tǒng)。隨著新能源及自動駕駛汽車車上電子元件的日益增多,線路也越來越復雜，現(xiàn)在汽車上多個ECU之間的數據交換是通過CAN總線連接起來的,通過它將整車的ECU形成一個網絡系統(tǒng)。當汽車啟動時，如果所有ECU都正常工作會導致電池的無用消耗。為了更好的去利用整車的能源，防止出現(xiàn)不必要的電池能量浪費，CAN網絡管理可以很好的解決此類問題，最大可能的高效利用整車電池能源，節(jié)約用車成本，延長車載電池使用壽命。我們了解ECU按照喚醒方式，可以將ECU網絡節(jié)點類型劃分為兩大類：ECU本地喚醒與ECU CAN總線遠程喚醒：01本地喚醒：喚醒源來源于自身模塊，比如常說的KL15硬線喚醒或者硬件感知喚醒等；這種喚醒的特點：ECU始終保持After-Running狀態(tài)，當檢測到本地喚醒源之后，主控器器就會開啟CAN網絡通信；02遠程喚醒：

喚醒源來源于自身ECU節(jié)點所在的網絡報文，該節(jié)點可以處于完全睡眠狀態(tài)，一般無能量消耗。這種喚醒的特點：只有當CAN收發(fā)器監(jiān)控到總線電平變化或者特定報文時，就會接通CAN芯片INH引腳控制LDO給到主控芯片上電，從而喚醒ECU節(jié)點。芯力特公司的SIT1043 CAN收發(fā)器兼容以上兩種喚醒功能，下面我們來對SIT1043做個簡單的介紹。

一SIT1043 CAN收發(fā)器介紹

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SIT1043功能概述

SIT1043是一款高速CAN收發(fā)器，可在控制器局域網(CAN)協(xié)議控制器和物理雙線式CAN總線之間提供接口。SIT1043屬于芯力特公司的第三代高速CAN收發(fā)器，相比第一代SIT1040和第二代SIT1042器件，有明顯的改進。SIT1043實現(xiàn)了當前ISO1189-2：2016標準中定義的CAN物理層，包括CAN FD最新規(guī)定了用于定義循環(huán)延遲對稱性的新增時序參數。其提供改進的電磁兼容性(EMC)性能、極低的功耗和電源電壓關閉時的無源性能。其功能還包括：

?低功耗電源管理控制整個節(jié)點的電源，支持本地和遠程喚醒并具有喚醒源識別功能；

?多種保護和診斷功能，包括總線線路短路檢測和電池連接檢測；

?可以直接連接到電源電壓為3V至5V的微控制器。

如果要求包含需要節(jié)點隨時待命（即使內部VIO和VCC電源已關閉）的高速CAN網絡，尤其用于電池供電系統(tǒng)，管理這些功能使SIT1043成為理想的選擇。

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SIT1043封裝及引腳說明

圖1：SIT1043兩種封裝圖

圖2：SIT1043引腳功能說明圖

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SIT1043芯片特性

圖3：SIT1043特性圖

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SIT1043低功耗模式

圖4：SIT1043五種低功耗模式及功耗

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SIT1043故障診斷及標志位

圖5：SIT1043標志位及對應的故障指示圖

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SIT1043典型控制應用

圖6：SIT1043典型5V與3.3V系統(tǒng)控制應用圖

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SIT1043 CAN收發(fā)器在汽車 ECU中的典型應用

ECU最常見的有：EMS（Engine Mangement System）發(fā)動機管理系統(tǒng)，TCU（Transmision Control Unit）自動變速箱控制單元，BCM（Body Control Module）車身控制模塊，ESP（Electronic Stability Program）車身電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)，BMS（Battery Management System）電池管理系統(tǒng)，VCU（Vehicle Control Unit）整車控制器等。隨著ECU控制范圍已經擴張到巡航控制、燈光控制 、安全氣囊控制 ,懸架控制、燃油加熱控制、排氣控制、制動控制、EGR和增壓壓力控制等等。下面我們來介紹SIT1043在車門控制模塊中的應用。在汽車車門模塊設計中，其技術需求：?有限布板空間中的高性能電子設備；?超少的傳導發(fā)射和輻射發(fā)射；?驅動高電流負載的同時實現(xiàn)低功率耗散； ?全面診斷識別故障。在下圖7中，我們選用SIT1043 CAN收發(fā)器來進行系統(tǒng)功耗控制管理。當車門ECU節(jié)點在一定時間內沒有傳感器故障告警，外部開關量也沒有輸入且CAN總線為空閑狀態(tài)時，MCU可控制SIT1043的EN=H；STB=L；使能SIT1043進入睡眠模式，SIT1043進入睡眠模式時，內部模式控制電路將SIT1043自動切換到由VBAT 供電。當SIT1043進入睡眠模式后，SIT1043的INH引腳默認為高阻態(tài)，此時通過外部電路的下拉電阻使能LDO的EN=L，從而關斷LDO的+5V電源輸出，系統(tǒng)進一步關閉MCU供電，使車門ECU節(jié)點系統(tǒng)功耗達到最低。當車門ECU節(jié)點有傳感器故障有告警，或外部開關量有輸入或CAN總線有數據通信時，SIT1043 CAN芯片被喚醒，同時SIT1043的INH引腳輸出高電平，使能LDO的EN=1，這時開啟系統(tǒng)+5V給MCU與SIT1043正常上電。MCU正常上電初始化后，可根據系統(tǒng)數據采集判斷處理，來控制SIT1043的各種工作模式。通過這種系統(tǒng)節(jié)電模式管理，實現(xiàn)系統(tǒng)無工作時只有CAN通信與開關中斷部分電路低功耗監(jiān)聽，其它電路電源全部關閉，從而實現(xiàn)大大降低系統(tǒng)功耗，減少電池能量損耗。在系統(tǒng)MCU正常運行時，MCU可通過SIT1043此時對應引腳輸出電平與執(zhí)行的操作（具體參考圖5），獲取當前工作狀態(tài)標志位，確定CAN網絡的工作狀態(tài)，記錄并鎖定CAN節(jié)點的故障原因，便于系統(tǒng)故障診斷分析。

圖7：汽車車門電路控制系統(tǒng)框圖