簡析納芯微汽車級CAN接口芯片助力汽車控制智能化

汽車常見總線：隨著汽車內各個系統的控制都在向智能化和自動化轉變，汽車電氣系統變得越來越復雜，汽車各個功能系統相互之間、功能系統和汽車顯示儀表之間、以及功能系統和汽車故障診斷系統之間都需要進行數據交換。如果使用傳統的點對點數據交換方法，會使得布線系統十分復雜，故障率也難以控制。

因此，不同的汽車廠商紛紛研究定義不同汽車總線標準，以減少線束網絡復雜度、降低電子系統的故障率，同時降低整車成本。其中，CAN總線在汽車總線中應用最為廣泛。

CAN總線的主要特點

01

信號傳輸：使用差分傳輸，抗干擾能力強，適用于汽車內部強干擾的環境

02

通信速度：可實現10kbps~5Mbps速率傳輸，滿足汽車內大多數應用需求

03

系統靈活：增加節點不需要更改軟硬件

04

多路訪問：可實現多主機廣播式結構

05

信息傳輸：所有消息格式固定，可根據ID多路節點自動仲裁優先級

06

錯誤檢測：具有錯誤檢測功能，且出現錯誤自動重發，自動CRC校驗接收，數據出錯率極低

基于以上的特點，CAN總線能實現實時可靠的數據傳輸，保證汽車整車網絡的通訊正常；此外，CAN芯片生產、通信標準協議、軟件工具支持、應用范圍等各個環節在產業鏈較為完善，因此在在汽車應用中具有十分重要的地位。

CAN系統應用電路參考

隨著車內電子元器件的增加，汽車受到的電磁干擾影響也越來越大，對系統產生的電磁干擾也越來越強。

與傳統汽車不同，新能源汽車使用電驅系統驅動車輛，在車輛充電和放電的過程中，大功率器件的開關動作引起大的電壓電流突變，從而可能帶來更嚴重的EMC問題，因此，對于汽車中大量使用的總線接口芯片的EMC性能要求也更高。

為了獲得較好的EMC性能，除了芯片設計的考慮之外，系統中芯片外圍電路的補充完善也是至關重要的。

以下是典型的CAN收發器系統應用電路圖：

CAN收發器系統應用電路圖

其中，由于共模電感的共模高阻和差模低阻特性，在收發器總線處就近放置共模電感（c框，推薦值100uH），可有效濾除總線外部高頻噪聲和CAN收發器因信號不對稱產生的的共模噪聲，且不影響CAN 差分信號傳輸質量，因此可以起到提升系統的抗干擾能力并降低系統EMI的作用。

在系統速率和負載數量允許的情況下，總線可以分別對地放置一個電容（推薦值100pF），可以有效濾除汽車CAN總線的瞬態過沖（如ESD，ISO7637 pulse等）。

總線的120Ω終端匹配電阻建議由2個60Ω電阻進行串聯，并在中間連接點通過電容（推薦值4.7nF)接地，有助于改善CANH，CANL總線之間的信號一致性，降低EMI，同時可以將此處的共模干擾引到地上，減小對總線的干擾。

由于汽車系統ESD要求較高，通常在靠近總線接口處放置小寄生電容的專用ESD防護器件(a框, 如PESD2CAN，可以有效增強芯片的ESD防護能力。

除此以外，總線連接負載電容和匹配電阻誤差應盡可能小，以避免總線信號的不對稱性導致的系統共模干擾。

納芯微CAN收發器芯片介紹

01 德國C&S權威認證

納芯微的車規CAN芯片（NCA1042x-Q1, NCA1051x-Q1）已經獲得德國C&S的一致性報告。德國C&S實驗室是業內公認的權威認證機構，可測試車載芯片能否在網絡中實現互聯互通和網絡兼容性。獲得C&S一致性報告，意味著納芯微的車規CAN芯片可以和其它獲取該認證的任何品牌的CAN接口實現上游和下游的互聯互通，自由組網。

02

性能優勢

（1）高傳輸速率 高穩定性

納芯微NCA1042x-Q1/NCA1051x-Q1 CAN收發器芯片可在-40°C至+125°C的寬溫工作范圍內穩定運行，數據傳輸速率高達5Mbps，全系支持CAN FD，提供業內通用的封裝形式，擁有優異的EMC性能。

（2）低功耗 高可靠性

NCA1042x-Q1提供低電流的Standby模式，可以通過主控制器或者總線喚醒，NCA1051x-Q1提供低功耗的Silent 模式，并且兩者在斷電后都脫離總線；同時，NCA1042x-Q1和NCA1051x-Q1 在normal mode下都具有TXD 超時功能，而NCA1042x-Q1在待機模式下還支持總線超時功能，兩者總線耐壓范圍在-58V~+58V之間，支持過溫和過流保護功能。

（3）寬I/O電壓工作范圍

NCA1042B-Q1和NCA1051A-Q1 CAN收發器芯片邏輯I/O工作電平在2.8~5.5V范圍內，可支持3.3V和5V MCU 的I/O電平。

03 功能架構

- NCA1042x-Q1/NCA105x-Q1是高速CAN收發器，可提供控制器局域網（CAN）協議控制器和物理兩線CAN總線之間的接口，可支持至少110個CAN節點

- 兼容ISO 11898- 2：2016和SAE J2284-1至SAE J2284-5中定義的CAN物理層結構

- 支持CAN FD，在快速相位網絡中可實現可靠的通信，數據速率高達5Mbps

- 提供熱保護和傳輸數據顯性超時功能

NCA1042x-Q1功能框圖

NCA1051x-Q1功能框圖

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產品參數對比

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料號信息

審核編輯：劉清