恩智浦FlexRay產品系列概覽

FlexRay的發展歷史
      FlexRay網絡產品誕生于20世紀90年代末，當時一些汽車制造商意識到現有網絡系統，例如CAN，無法滿足未來車載網絡（IVN）的需求。這些汽車制造商沒有開發自己的解決方案，而是決定組成一個協會，推動FlexRay通信系統成為汽車應用領域高速通信網絡的行業標準。基于當時在CAN和LIN收發器領域的主導作用，恩智浦半導體（NXP Semiconductors，原飛利浦半導體）受邀成為FlexRay協會的核心合作伙伴之一，負責引領行業開發網絡物理層。

      制定新的FlexRay標準花費了數年時間，這導致多種過渡版FlexRay技術標準應運而生。恩智浦擔任物理層工作小組的領導工作，并作為協會指導委員會的成員監測協會的工作進展。為讓協會的其它成員能對FlexRay的應用進行系統研究，恩智浦開發了第一個硬件解決方案。這款產品稱為恩智浦FlexRay TJA1080收發器。

      2006年底，恩智浦實現重要的里程碑，第一款采用FlexRay網絡的車型投入量產:寶馬X5，其主動式阻尼控制系統采用恩智浦的TJA1080收發器。因此，FlexRay不再只處于開發階段，同樣也已進入量產階段，并獲得實際應用。

TJA1080 – FlexRay的推動者
      作為世界上第一款采用FlexRay電氣物理層的芯片，恩智浦的TJA 1080證明了FlexRay的強大性能與靈活便捷。這種關鍵設備可提供廣泛的功能組合、卓越的EMC性能以及高效的ESD保護，有助于推動全新的先進通信系統進入目前和未來的車款。

TJA1080的主要功能
• FlexRay網絡中的數據傳輸速度高達10Mbit/s
• 支持FlexRay節點和有源星型結構功能
• ECU低功耗管理
• 本地和遠程喚醒功能
• 數據幀喚醒
• 通過兩個專用控制輸入實現模式控制
• 帶有VIO輸入的自適應I/O
• 兼容42V
• 溫度范圍：- 40°C至+ 150°C
• ± 8kV HBM ESD保護
• 誤差診斷和狀態向量讀數

      TJA1080投入量產以來，恩智浦從市場反饋和自身量產經驗中獲益良多。這些寶貴的信息有助于確定新產品的潛在應用、調整產品的規格和功能以實現恩智浦客戶的期望。當然，恩智浦的收發器同樣符合汽車質量和可靠性方面的要求。為實現這一目標，早在設計開發階段就采用“卓越設計”的方法。

TJA1080A – 厚積薄發
      市場反饋表明，TJA1080需要進行一些微調，但這些調整對于一款量產產品而言難以完成，恩智浦因此推出一種全新的型號——TJA1080A。與此同時，FlexRay協會同樣最終制定了一致性測試的首個測試規范。TJA1080A即依照此項規范進行測試，2007年11月，它成為第一款成功通過FlexRay一致性測試并上市的FlexRay收發器。

與其前身TJA1080相比，TJA1080A收發器在諸多方面均有顯著提升：

• 電源復位效果更好
• 完全符合電氣物理層規范（Electrical-Physical Layer）V2.1 Rev.A
• 發射斷電路經過升級可降低總線輻射
• 增強型接收端電路——更高的射頻抗擾度，確保70ns的最低位時間

      TJA1080A不僅可以作為節點收發器使用，還可作為有源星型耦合器的一個分支。這讓TJA1080A成為已上市FlexRay收發器中功能最多的型號。為進一步推動FlexRay的應用，恩智浦將開發三種全新而且經濟有效的產品，即TJA1082和TJA1081節點收發器，以及TJA1085有源耦合器。

TJA1082 – 基礎型節點收發器
      TJA1082匯聚了恩智浦開發TJA1080和TJA1080A獲得的知識和專有技術。TJA1082針對點火開關控制通斷電的ECU進行優化，因而易于使用和設計簡便。由于功能調整，其封裝尺寸和面積相比TJA1080A更小，針腳數量同樣減少使用尺寸僅為4mm*6.4mm的TSSOP14封裝技術。這意味著TJA1082只需和標準高速CAN收發器（比如TJA1050，TJA1040）同樣大小的PCB電路板空間。TJA1082完全符合電氣物理層規范（Electrical-Physical Layer）V2.1 Rev.B

      TJA1082支持的最低位時間下降到60ns此外還有一款可在待機模式下激活的低功耗接收端。除此以外，提供數種保護和診斷模塊：欠壓檢測，總線錯誤檢測和溫度保護。這些診斷信息可傳輸到擁有標準SPI接口的微控制器。TJA1082可在正常5伏供電電壓下[Clamp15]工作，并可連接至多種電壓的微控制器。這款產品將于2009年初上市。工程樣品現已可用，合格樣品將于2009年初就緒。

TJA1081 – “Clamp 30”節點收發器
      TJA1081兼容FlexRay EPL 2.1 Rev.A和TJA1080A類似，TJA1081同樣提供錯誤診斷和狀態寄存器讀取功能，這種來自恩智浦的全新設備，作為一款經濟有效的“Clamp30”節點收發器，沒有星型結構功能，采用SSOP16封裝。TJA1081可在緊急情況下替代TJA1080A。TJA1081在睡眠和待機模式下的耗電量極低，為提高系統的穩定性，可以支持低達60ns的最低位時間。TJA1081同樣可以通過INH針腳進行ECU低功耗管理。

      該產品將于2009年初上市。工程樣品現已可用，合格樣品將會很快問世。

TJA1085 – 主動節點收發器
      FlexRay標準支持被動式總線拓撲結構、帶有源星型耦合器的拓撲結構以及兩者的組合。FlexRay的最初應用的是和CAN總線類似的被動總線拓撲。與此同時，帶有源星型耦合器的網絡系統開始變得日益重要起來。多功能TJA1080A則用于星型結構的首次部署。然而，為形成一種成本優化的量產解決方案，首選一種專用的星型耦合器產品，因此恩智浦的FlexRay產品組合中添加了TJA1085星型耦合器。這種4支路有源星型耦合器將兼容FlexRay EPL V3.0規范，提供更強的總線錯誤檢測，更快的誤差控制和更全面的喚醒源狀態信息。目前，市場上還沒有任何一種類似產品能提供這些獨一無二的功能。

      恩智浦目前正在開發TJA1085，樣品將于2009年上半年推出，預計將在2009年內發布該產品。

TJA1083 – 兼容JASPAR的收發器
      盡管許多日本汽車公司都是FlexRay協會成員，日本汽車行業仍然認為設立一個致力于推廣FlexRay應用的國內協會可以提供一定優勢。因此，2004年JASPAR協會正式成立，協會成員主要為Toyata（豐田），Nissan（日產）和Hond（(本田）領導。為能清楚分辨FlexRay和JASPAR應用之間的區別，恩智浦已于2007年加入JASPAR。其最終目標是形成一種為JASPAR應用量身定做，并可完美用于其中的解決方案。恩智浦主動為JASPAR工作組作出貢獻。鑒于日本汽車制造商的重要性，恩智浦在日本設置了各種汽車小組來支援這些客戶。

      由于JASPAR的各種措施，日本對收發器制定了一些額外規定。JASPAR正在采取更進一步的措施：收發器的一致性測試規范正在編寫中。恩智浦正計劃推出針對JASPAR標準進行優化的FlexRay收發器。這種產品稱為TJA1083，一旦JASPAR圍繞物理層和收發器的諸多措施做出結論，這一理念最終將會成型。

恩智浦對于FlexRay的持續貢獻
      恩智浦是IVN收發器市場的領導者，同時也是FlexRay市場的設計者，經過證明，堪稱是成功的批量供應商。由于其在IVN批量供應中擁有無以倫比的紀錄，恩智浦可以提供完美的供應安全性。

      為讓客戶在自身產品中進行方便的設計導入，恩智浦提供高度可靠的系統知識和快速客戶支持。對于已上市的FlexRay產品，恩智浦正在提供收發器的模擬模型，并向汽車OEM廠商提供網絡拓撲結構模擬。

      恩智浦見證FlexRay市場的快速發展。越來越多的OEM廠商開始采用FlexRay技術,并將FlexRay網絡納入汽車。

      恩智浦的下一代FlexRay物理層產品將把目標鎖定為更加強大的功能，進一步改善EMC和并提高一體化程度,從而優化系統成本。