高傳輸速率CAN FD收發器加速汽車智能化

電子發燒友網報道（文/李誠）CAN是一種ISO國際標準化的串行通信協議，CAN具有傳輸速度快、傳輸距離遠、可連接節點多、抗干擾能力強的特點，在汽車、工業、航天等領域得到了廣泛應用。

目前汽車智能化加速普及，汽車朝著自動駕駛、智能人機交互這一大方向持續發展。自動駕駛系統與人機交互系統在使用中會產生大量數據，傳統的CAN協議最高傳輸速率僅為1MBit/s，無法滿足大量的數據傳輸需求，需要更高效的CAN收發器對產生的大量數據進行傳輸，隨之便衍生出了支持CAN FD協議的收發器。CAN FD對傳統CAN的傳輸速率和傳輸數據長度進行了升級，CAN FD支持最高5MBit/s的傳輸速率、最長64 bytes的數據長度。目前TI、英飛凌、NXP等多家廠商相繼推出了多款CAN FD收發器以滿足市場需求。

英飛凌HSCANFD

英飛凌的CAN收發器涵蓋了汽車與工業兩個細分領域，在汽車CAN收發器領域推出了支持CAN FD協議的收發器，最高傳輸速率達5MBit/s。在工業領域的CAN收發器傳輸速率達2 MBit/s。
TLE9350SJ是一款高速CAN收發器，滿足ISO 11898-2:2016和SAE J2284-4/-5標準可應用于汽車領域和工業領域，TLE9350SJ主要為物理總線和HS CAN控制器的提供接口，可對MCU進行保護，避免總線內部產生干擾。該CAN收發器在汽車中使用無需額外的保護器件對電路保護，英飛凌在生產設計時對CAN收發器進行了RF抗干擾能力的優化并加入了靜電保護功能。因為TLE9350SJ的CANH 和 CANL 輸出信號對稱性極高，電磁輻射水平極低，所以無需額外加入外部電路即可滿足較為嚴格的電磁兼容測試，同時，TLE9350SJ支持CAN FD協議，理論上最高傳輸速率高達5MBit/s，實際傳輸速率取決于網絡規模和固有的寄生效應。該CAN收發器件內部集成了輸出電流限制、過溫保護、TXD 超時功能等保護功能，避免CAN收發器與外部電路受到不可逆的損壞。TLE9350SJ可用于汽車發動機控制單元（ECU）、電動助力轉向系統、變速箱控制單元（TCU）、底盤控制模塊中。

NXP HS CAN FD

NXP的CAN收發器產品種類豐富，有較高電磁兼容性能的CAN FD產品、可直接與電源電壓為3.3V/5V MCU連接的CAN收發器、低功耗可選擇性喚醒的局部聯網高速CAN收發器、可降低PCB空間的隔離型CAN收發器、24 V CAN收發器等產品。并且還在研制新的CAN收發器，改進CAN信號提高穩定型和傳輸速率，據官網顯示，TJA146x CAN FD系列最高傳輸速率將超過5甚～8 Mbps，該系列目前還屬于樣品階段。

TJA1042是一款高速CAN FD收發器可為CAN控制器和物理雙總線之間提供接口。符合ISO 11898-2:2003和ISO 11898-5:2007標準，可應用于汽車領域。該CAN收發器是NXP在CAN領域的第三代產品，與前兩代產品相比，對電磁兼容性和靜電保護能力都進行了優化，同時增加了斷電時CAN總線的無源性能和低功耗待機模式。TJA1042可應用于12V或24V的系統中與3V/5V的MCU直連，同時具有低電磁輻射和較高的抗電磁干擾能力。該CAN收發器最高傳輸速率為5Mbit/s，可應對較大的數據傳輸場景。在器件與電路保護方面，具有引腳欠壓監測、靜電保護、瞬態保護、過熱保護，等保護功能。采用了HVSON8無鉛封裝工藝，規格參數為3.0mm*3.0mm。

TI HS CAN FD

TI的CAN收發器品類豐富，涵蓋了3.3V CAN 收發器、5V CAN 收發器、隔離式 CAN 收發器，其中TI的3.3V CAN 收發器不僅可用于3.3V電壓網絡，還可與5V電壓網絡混用，TI為應對市場高傳輸速率的需求，也推出了支持CAN FD協議的收發器。

TCAN4550-Q1是一款CAN FD收發器，符合AEC-Q100 標準，主要應用于汽車領域，通過SPI在總線與CAN控制器提供一個接口，同時支持CAN和CAN FD協議，最高傳輸速率高達8Mbit/s，且 SPI 時鐘速率高達 18MHz與前面兩款CAN收發器相比高出了3Mbit/s。TCAN4550-Q1支持總線喚醒功能，該功能有助于降低系統待機能耗。該器件內部集成了低壓降壓穩壓器，可為CAN收發器提供5V的工作電壓，輸出70mA的電流共外部電路使用。

總結

隨著電子技術和通信網絡技術的不斷升級，以及人們對智能化生活的不斷追求，車企在汽車生產設計時不斷加入新的功能迎合市場的需求，汽車的ECU也隨之增加，由于傳統CAN的傳輸速率較低，容易出現網絡擁堵的現象。2015年ISO提出了新的CAN FD協議，該協議需要CAN將最低傳輸速率提高至1Mbit/s以上，最高支持5Mbit/s，以應對高傳輸速率的需求。