TCAN1162x-Q1：汽車CAN FD系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片的卓越之選

在汽車電子領(lǐng)域，CAN FD（Controller Area Network with Flexible Data Rate）技術(shù)憑借其高速數(shù)據(jù)傳輸和靈活的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，在高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、車身電子裝置和照明、汽車信息娛樂系統(tǒng)和儀表組以及混合動(dòng)力、電動(dòng)和動(dòng)力總成系統(tǒng)等應(yīng)用中得到了廣泛應(yīng)用。而德州儀器（TI）的TCAN1162x-Q1系列CAN FD系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC），無疑是其中的佼佼者。今天，我們就來深入了解一下這款芯片的特性、應(yīng)用以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

文件下載：tcan11625-q1.pdf

一、特性亮點(diǎn)

1. 嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)與安全保障

TCAN1162x-Q1符合面向汽車應(yīng)用的AEC Q100（1級(jí)）標(biāo)準(zhǔn)，滿足ISO 11898-2:2016的要求，并且是功能安全型器件，還可提供用于功能安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)的文檔。這意味著它在汽車環(huán)境中的可靠性和安全性得到了充分保障，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的工況。

2. 寬電壓與集成LDO

該芯片具有寬工作輸入電壓范圍，同時(shí)集成了LDO輸出。其中，TCAN11625-Q1具有100mA輸出電流能力的5V LDO，可為CAN收發(fā)器和外部負(fù)載供電；TCAN11623-Q1則具有70mA輸出電流能力的3.3V LDO，同樣能滿足不同的供電需求。這種集成化的設(shè)計(jì)不僅簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，還提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3. 多模式與喚醒功能

支持傳統(tǒng)CAN和CAN FD（高達(dá)8Mbps），具備正常模式、待機(jī)模式和低功耗睡眠模式三種工作模式。高壓INH輸出可用于系統(tǒng)電源控制，支持通過WAKE引腳實(shí)現(xiàn)本地喚醒。在睡眠模式下，器件能夠降低功耗，同時(shí)通過低功耗接收器監(jiān)控CAN總線，一旦檢測(cè)到喚醒事件，可迅速恢復(fù)工作。

4. 全面保護(hù)特性

具備±58V CAN總線容錯(cuò)、VSUP上負(fù)載突降支持、IEC ESD保護(hù)、欠壓和過壓保護(hù)、熱關(guān)斷保護(hù)以及TXD顯性狀態(tài)超時(shí)（TXD DTO）等多種保護(hù)特性，有效提高了芯片在復(fù)雜環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。

5. 封裝優(yōu)勢(shì)

采用無引線VSON（14）封裝，具有可濕性側(cè)面，提高了自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）能力，方便生產(chǎn)制造。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

TCAN1162x-Q1適用于多個(gè)汽車電子領(lǐng)域，包括高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、車身電子裝置和照明、汽車信息娛樂系統(tǒng)和儀表組以及混合動(dòng)力、電動(dòng)和動(dòng)力總成系統(tǒng)等。在這些應(yīng)用中，它能夠提供可靠的CAN通信，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

三、引腳配置與功能

1. 引腳功能概述

芯片的引腳功能豐富，涵蓋了CAN發(fā)送數(shù)據(jù)輸入（TXD）、CAN接收數(shù)據(jù)輸出（RXD）、電源引腳（VSUP、VCCOUT、VFLT、VLDO3等）、控制引腳（INH、WAKE、nSLP、nRST等）以及CAN總線引腳（CANH、CANL）等。每個(gè)引腳都有其特定的功能，共同實(shí)現(xiàn)了芯片的各項(xiàng)性能。

2. 引腳特性舉例

以TXD引腳為例，它集成了上拉電阻，可確保在引腳懸空時(shí)CAN發(fā)送數(shù)據(jù)輸入為隱性電平，避免總線阻塞。而INH引腳作為抑制引腳，可用于控制系統(tǒng)穩(wěn)壓器和電源，在正常和待機(jī)模式下為高電平，在睡眠模式下為低電平，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功耗的優(yōu)化。

四、規(guī)格參數(shù)

1. 絕對(duì)最大額定值

芯片對(duì)各個(gè)引腳的電壓、電流和溫度等參數(shù)都有明確的絕對(duì)最大額定值限制。例如，VSUP的電源電壓范圍為 -0.3V至42V，VBUS（CAN總線IO電壓范圍）為 -58V至58V等。超出這些額定值運(yùn)行可能會(huì)對(duì)器件造成永久損壞，因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須嚴(yán)格遵守。

2. 建議工作條件

為了確保芯片的正常運(yùn)行，還給出了建議工作條件，如VSUP的電源電壓范圍為5.5V至28V，VIO的IO電源電壓為1.7V至5.5V等。在這些條件下，芯片能夠發(fā)揮最佳性能。

3. 熱性能信息

熱性能方面，提供了結(jié)至環(huán)境熱阻（RΘJA）、結(jié)至外殼（頂部）熱阻（RΘJC(top)）、結(jié)至電路板熱阻（RΘJB）等熱指標(biāo)。這些指標(biāo)對(duì)于散熱設(shè)計(jì)至關(guān)重要，能夠幫助工程師合理布局，確保芯片在工作過程中不會(huì)因過熱而影響性能。

五、詳細(xì)說明

1. 模式說明

芯片具有正常模式、待機(jī)模式、睡眠模式、復(fù)位模式、失效防護(hù)模式和關(guān)閉模式六種工作模式。不同模式下，芯片的各個(gè)功能模塊（如CAN驅(qū)動(dòng)器、接收器、LDO等）的狀態(tài)會(huì)有所不同，以實(shí)現(xiàn)不同的功耗和性能需求。例如，在正常模式下，CAN驅(qū)動(dòng)器和接收器均能完全正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)雙向CAN通信；而在睡眠模式下，CAN發(fā)送器和接收器關(guān)閉，功耗降至最低，同時(shí)低功耗接收器仍可監(jiān)控CAN總線。

2. 保護(hù)機(jī)制

芯片具備多種保護(hù)機(jī)制，如TXD顯性超時(shí)（TXD DTO）、熱關(guān)斷（TSD）、欠壓/過壓鎖定等。以TXD DTO為例，當(dāng)CAN驅(qū)動(dòng)器處于活動(dòng)模式時(shí)，如果TXD保持顯性狀態(tài)的時(shí)間超過超時(shí)周期，該電路會(huì)禁用CAN驅(qū)動(dòng)器，釋放總線，防止網(wǎng)絡(luò)通信阻塞。

六、應(yīng)用設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 總線負(fù)載與節(jié)點(diǎn)數(shù)

在CAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中，總線負(fù)載能力、長(zhǎng)度和節(jié)點(diǎn)數(shù)是需要考慮的重要因素。TCAN1162x-Q1具有高輸入阻抗，可在總線負(fù)載低至50Ω時(shí)滿足1.5V差分輸出要求，理論上在單個(gè)總線段上支持超過100個(gè)器件。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中，需要考慮系統(tǒng)和電纜中的信號(hào)損失、寄生負(fù)載、時(shí)序、網(wǎng)絡(luò)失衡、接地偏移和信號(hào)完整性等問題，合理確定總線長(zhǎng)度和節(jié)點(diǎn)數(shù)。

2. CAN終端

總線末端可以采用單個(gè)120Ω電阻進(jìn)行端接，也可采用分裂終端。分裂終端通過濾除差分信號(hào)線路上可能存在的高頻共模噪聲，能夠改善網(wǎng)絡(luò)的電磁發(fā)射行為。

3. 電源要求

TCAN1162x-Q1設(shè)計(jì)為在5.5V至28V的VSUP輸入電源電壓范圍內(nèi)運(yùn)行，VIO的設(shè)計(jì)電壓范圍為1.7V至5.5V。輸入電源必須經(jīng)過良好調(diào)節(jié)，應(yīng)將旁路電容靠近器件的VSUP和VIO電源引腳布置，以減少電源電壓波紋。同時(shí)，不同型號(hào)的芯片對(duì)電容的要求也有所不同，如TCAN11625的VCCOUT引腳需要使用10μF電容，TCAN11623的VFLT引腳需要使用10μF電容，VLDO3引腳通常使用4.7uF的電容。

4. 布局指南

在布局設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將保護(hù)和濾波電路放置于盡可能靠近總線連接器的位置，以防瞬變脈沖群、ESD和噪聲傳送至電路板。使用電源和接地層來提供低電感，旁路電容和去耦電容應(yīng)盡可能靠近收發(fā)器的電源端子布置。

七、總結(jié)

TCAN1162x-Q1作為一款高性能的汽車CAN FD系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片，憑借其豐富的特性、廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域以及完善的保護(hù)機(jī)制，為汽車電子工程師提供了一個(gè)可靠的解決方案。在設(shè)計(jì)過程中，我們需要充分了解芯片的各項(xiàng)參數(shù)和特性，合理進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和布局，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時(shí)，我們也要關(guān)注芯片的最新動(dòng)態(tài)和應(yīng)用案例，不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平，為汽車電子的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。

以上就是關(guān)于TCAN1162x-Q1芯片的詳細(xì)介紹，希望對(duì)各位電子工程師在汽車CAN FD系統(tǒng)設(shè)計(jì)中有所幫助。你在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中是否遇到過類似芯片的應(yīng)用問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)留言分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。