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(shù)據(jù)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)絡通信;02遠程喚醒:
喚醒源來源于自身ECU節(jié)點所在的網(wǎng)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
1、SIT1043功能概述
SIT1043是一款高速CAN收發(fā)器,可在控制器局域網(wǎng)(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(shù)。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(guān)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(nèi)部VIO和VCC電源已關(guān)閉)的高速CAN網(wǎng)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。
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(tǒng)控制應用圖
二、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(jīng)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(shù)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(qū)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(nèi)沒有傳感器故障告警,外部開關(guān)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(nèi)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(guān)斷LDO的+5V電源輸出,系統(tǒng)進一步關(guān)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(guān)量有輸入或CAN總線有數(shù)據(jù)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(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)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(guān)中斷部分電路低功耗監(jiān)聽,其它電路電源全部關(guān)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(wǎng)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
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(chǎn)SIT1043 CAN收發(fā)器在汽車ECU中的應用
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