ECU是全稱ElectronicControl Unit的縮寫,即電子節點控制單元,泛指汽車上所有電子控制系統。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。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,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節點所在的網絡報文,該節點可以處于完全睡眠狀態,一般無能量消耗。這種喚醒的特點:只有當CAN收發器監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節點。芯力特公司的SIT1043 CAN收發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收發器介紹
1、SIT1043功能概述
SIT1043是一款高速CAN收發器,可在控制器局域網(CAN)協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收發器,相比第一代SIT1040和第二代SIT1042器件,有明顯的改進。SIT1043實現了當前ISO1189-2:2016標準中定義的CAN物理層,包括CAN FD最新規定了用于定義循環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,管理這些功能使SIT1043成為理想的選擇。
2、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
3、SIT1043芯片特性
圖3:SIT1043特性圖
4、SIT1043低功耗模式
圖4:SIT1043五種低功耗模式及功耗
5、SIT1043故障診斷及標志位
圖5:SIT1043標志位及對應的故障指示圖
6、SIT1043典型控制應用
圖6:SIT1043典型5V與3.3V系統控制應用圖
二、SIT1043 CAN收發器在汽車 ECU中的典型應用
ECU最常見的有:EMS(Engine Mangement System)發動機管理系統,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)車身電子穩定控制系統,BMS(Battery Management System)電池管理系統,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; ?超少的傳導發射和輻射發射; ?驅動高電流負載的同時實現低功率耗散; ?全面診斷識別故障。 在下圖7中,我們選用SIT1043 CAN收發器來進行系統功耗控制管理。當車門ECU節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,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,系統進一步關閉MCU供電,使車門ECU節點系統功耗達到最低。當車門ECU節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+5V給MCU與SIT1043正常上電。MCU正常上電初始化后,可根據系統數據采集判斷處理,來控制SIT1043的各種工作模式。通過這種系統節電模式管理,實現系統無工作時只有CAN通信與開關中斷部分電路低功耗監聽,其它電路電源全部關閉,從而實現大大降低系統功耗,減少電池能量損耗。在系統MCU正常運行時,MCU可通過SIT1043此時對應引腳輸出電平與執行的操作(具體參考圖5),獲取當前工作狀態標志位,確定CAN網絡的工作狀態,記錄并鎖定CAN節點的故障原因,便于系統故障診斷分析。
圖7:汽車車門電路控制系統框圖
審核編輯:郭婷
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原文標題:【會員風采】芯力特具有超低功耗國產SIT1043 CAN收發器在汽車ECU中的應用
文章出處:【微信號:qidianxiehui,微信公眾號:深圳市汽車電子行業協會】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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