【導(dǎo)讀】SIT1145AQ是芯力特研發(fā)的第三代CAN FD車載收發(fā)器接口芯片，與前兩代產(chǎn)品相比，在第二代CAN FD的基礎(chǔ)之上增加了SPI端口，此端口用于配置SIT1145AQ各種工作模式以及獲取網(wǎng)絡(luò)診斷信息，使SIT1145AQ控制靈活性更大，功能更全。同時SIT1145AQ支持最大5Mbps靈活數(shù)據(jù)速率，并支持在休眠/待機模式下特定幀喚醒，特定幀喚醒功能有助于使ECU長時間保持在低功耗運行狀態(tài)，從而降低汽車的總功耗。同時SIT1145AQ也支持CAN總線網(wǎng)絡(luò)喚醒單個ECU或多個ECU組，而網(wǎng)絡(luò)的其余部分在低功耗模式運行。
一、SIT1145AQ CAN FD收發(fā)器特點
SIT1145AQ是芯力特研發(fā)的第三代CAN FD車載收發(fā)器接口芯片，與前兩代產(chǎn)品相比，在第二代CAN FD的基礎(chǔ)之上增加了SPI端口，此端口用于配置SIT1145AQ各種工作模式以及獲取網(wǎng)絡(luò)診斷信息，使SIT1145AQ控制靈活性更大，功能更全。同時SIT1145AQ支持最大5Mbps靈活數(shù)據(jù)速率，并支持在休眠/待機模式下特定幀喚醒，特定幀喚醒功能有助于使ECU長時間保持在低功耗運行狀態(tài)，從而降低汽車的總功耗。同時SIT1145AQ也支持CAN總線網(wǎng)絡(luò)喚醒單個ECU或多個ECU組，而網(wǎng)絡(luò)的其余部分在低功耗模式運行。除此以外還有以下特點：
① 通用特性
● 支持5種工作模式，分別是：正常、待機、休眠、過溫和關(guān)斷模式；
● 兼容ISO 11898-2:2016協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，支持最大5Mbps靈活數(shù)據(jù)速率;
● 總線端口±58V耐壓，可以支持乘用車系統(tǒng)與商用車系統(tǒng)應(yīng)用;
● BAT引腳工作電壓5.5~40V，耐壓70V;
● 高抗電磁干擾能力低信號輻射，支持芯片級±8KV ESD保護;
● 支持I/O 電壓范圍3V ~ 5V與MCU供電適配；
● 集成振鈴抑制與斜率控制電路，提升總線信號質(zhì)量；
● 符合 AEC-Q100;
② 低功耗電源管理
● 支持低功耗模式，在休眠模式IBAT為60uA ，在待機模式IBAT為70uA;
● 支持INH引腳控制關(guān)斷整個節(jié)點；
● 支持任意幀喚醒與特定幀喚醒，集成低功耗幀接收檢測電路，實現(xiàn)特定幀喚醒；
● 特定幀喚醒可以支持最大1Mbps數(shù)據(jù)傳輸速率；
● 支持WAKE引腳實現(xiàn)本地低功耗模式喚醒；
③ SPI通信保護與診斷
● SPI 接口用于收發(fā)器控制和狀態(tài)信息檢索，支持正常模式4M速率，支持休眠模式1M速率；
● 具有16位、24位或32位SPI，用于配置、控制和診斷；
● 具有喚醒源診斷識別功能
● 冷啟動診斷(通過PO和NMS位)；
● 具有網(wǎng)絡(luò)診斷能力、TXD顯性超時保護功能；
● 支持BAT、VCC和VIO電源引腳上具有欠壓保護；
● 具有總線短路保護，掉電保護，過溫保護等功能。
二、SIT1145AQ CAN FD收發(fā)器內(nèi)部系統(tǒng)框圖
圖1 SIT1145AQ內(nèi)部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)框圖
三、SIT1145AQ CAN FD收發(fā)器封裝及引腳功能
① SIT1145AQ引腳封裝圖
圖2 SIT1145AQ引腳封裝圖
② SIT1145AQ引腳功能定義
圖3 SIT1145AQ引腳功能定義圖
VIO：VIO的電平?jīng)Q定SPI和RXD TXD 的高電平電壓，同時檢測VIO掉電和欠壓
BAT：常供電電源。BAT引腳不掉電1145的寄存器保持不變。
VCC：給收發(fā)器模塊供電。同時檢測VCC掉電和欠壓。
WAKE: 本地喚醒引腳的上升沿切換閾值電壓最大為4.2V，控制時需要注意。
INT: 是輸出引腳，輸出為高阻態(tài)或BAT引腳電平，用于控制5V/3V電源。
四、SIT1145AQ CAN FD收發(fā)器工作模式及模式切換
① SIT145AQ 工作模1式切換跳轉(zhuǎn)圖
圖4 SIT1145AQ工作模式跳轉(zhuǎn)圖
正常模式
正常模式是主動運行模式。在此模式下，SIT1145AQ完全正常工作。所有設(shè)備硬件均可用并可被激活。 通過SPI命令（MC=111），可以從待機或休眠模式切換到正常模式。
待機模式
待機模式是SIT1145AQ的一級省電模式，具有低功耗特性。在待機模式下，收發(fā)器無法發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，但由于INH引腳仍然保持有效狀態(tài)，因此由該引腳控制的電源也處于有效狀態(tài)。
休眠模式
休眠模式是SIT1145AQ的第二級省電模式。在休眠模式下，收發(fā)器的行為與待機模式相同： 引腳INH設(shè)置為高阻態(tài)。由INH引腳控制的電源被關(guān)閉，流入BAT引腳的電流將降至最低。 可以通過SPI命令（MC=001）切換到休眠模式。 如果檢測到VIO或者 VCC欠壓事件也會進入休眠模式。
關(guān)斷模式
當(dāng)BAT引腳電壓過低而無法為IC供電時，SIT1145AQ將強制切換關(guān)斷模式。在關(guān)斷模式下，CAN引腳和INH引腳處于高阻態(tài)。 當(dāng)BAT引腳電壓升至上電閾值以上時，SIT1145AQ開始啟動, 切換到待機模式。
過溫模式
過溫模式是為了防止SIT1145AQ因溫度過高而受損。當(dāng)芯片溫度升至過溫閾值以上時，SIT1145AQ會立即從正常模式切換到過溫模式。
② SIT1145AQ 收發(fā)器的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖
圖5 SIT1145AQ收發(fā)器的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖
CAN主動模式
在CAN主動模式下，收發(fā)器可以通過CANH和CANL發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。CAN偏置電壓來源于VCC。 應(yīng)用程序可以通過讀取收發(fā)器狀態(tài)寄存器中的CAN收發(fā)器狀態(tài)（CTS）位來確定CAN收發(fā) 器是準(zhǔn)備好發(fā)送/接收數(shù)據(jù)還是被禁用。
CAN只聽模式
CAN只聽模式允許SIT1145AQ在收發(fā)器禁用時監(jiān)控總線活動，并且不會影響總線電平。
CAN離線和離線偏置模式
在CAN 離線模式下，如果啟用了 CAN 喚醒檢測（CWE=1），收發(fā)器將監(jiān)控 CAN 總線的喚醒事件，CANH 和 CANL 偏向 GND。CAN 離線偏置模式與 CAN 離線模式相同，只是 CAN 總線偏置至 2.5 V。
CAN 關(guān)斷模式
當(dāng)出現(xiàn)以下情況時，CAN 收發(fā)器完全關(guān)閉，總線懸空;
五、SIT1145AQ特定幀喚醒
傳統(tǒng)的CAN收發(fā)器遠程喚醒方式是任意幀喚醒，在睡眠模式下，總線上出現(xiàn)一幀有效的遠程喚醒請求信號（顯隱顯）時，總線上所有設(shè)定了遠程喚醒的收發(fā)器都會被喚醒并轉(zhuǎn)至待機模式。此時RXD引腳被拉低，INH引腳被拉高，從而使3V/5V電源為MCU供電。MCU上電后檢測喚醒報文是否滿足喚醒條件，不滿足喚醒條件的節(jié)點控制MCU和收發(fā)器繼續(xù)睡眠。在這個檢測喚醒報文的過程中需要MCU和收發(fā)器保持工作，產(chǎn)生功耗，而且只要總線上有報文就會不停的喚醒收發(fā)器和MCU，不停產(chǎn)生功耗。
① SIT1145AQ特定幀喚醒示意圖
圖7 SIT1145AQ特定幀喚醒示意圖
特定幀喚醒也叫選擇性喚醒和指定幀喚醒，是一種更高效的喚醒方法，它利用了CAN協(xié)議中的“遠程幀（Remote Frame）”特性。在CAN特定幀喚醒中，一個喚醒節(jié)點會發(fā)送一個遠程幀，以喚醒睡眠節(jié)點。而睡眠節(jié)點則被配置為只監(jiān)聽特定的遠程幀，而不監(jiān)聽其他數(shù)據(jù)幀。當(dāng)睡眠節(jié)點接收到特定的遠程幀時，它會立即從睡眠模式中喚醒，并啟動正常的通信操作。這種方法可以減小節(jié)點的功耗和總線負載，因為節(jié)點只需要監(jiān)聽特定的遠程幀。相較于傳統(tǒng)的喚醒方式，CAN特定幀喚醒能夠更高效地從睡眠模式中喚醒節(jié)點，并降低系統(tǒng)的功耗和總線負載。而SIT1145AQ就是對這種特定幀喚醒方式進行設(shè)計的。MCU通過SPI接口來設(shè)置SIT1145AQ的寄存器，設(shè)定喚醒ID和數(shù)據(jù)的范圍，并通過SPI配置進入休眠模式，從而實現(xiàn)特定幀喚醒功能。如圖7， ECU-A向總線發(fā)送喚醒ECU-B 的特定報文，ECU-B接收到特定的報文后喚醒，其它ECU 保持睡眠。
六、SIT1145AQ低功耗管理與配置
① SIT1145AQ 低功耗特定幀喚醒硬件連接示意圖
圖8 SIT1145AQ 低功耗特定幀喚醒硬件連接示意圖
SIT1145AQ與MCU的SPI、TXD和RXD進行連接，SIT1145AQ的VIO與MCU的VCC進行連接，INH引腳用于控制3V/5V電源輸出使能。
當(dāng)控制SIT1145AQ進入休眠狀態(tài)時，INH引腳自動轉(zhuǎn)變?yōu)楦咦钁B(tài)，禁用5V/3V電源，實現(xiàn)整個節(jié)點的休眠。由于SIT1145AQ使用BAT引腳供電，因此SIT1145AQ 寄存器不會丟失，保持休眠狀態(tài)。
在休眠狀態(tài)下，SIT1145AQ同時監(jiān)控總線。當(dāng)總線出現(xiàn)符合喚醒條件的喚醒源時，SIT1145AQ INH引腳輸出BAT引腳電平，使能5V/3V電源，使MCU恢復(fù)供電。
② SIT1145AQ 低功耗特定幀喚醒軟件流程示意圖
圖9 SIT1145AQ 低功耗特定幀喚醒軟件流程示意圖
a. 上電初始化完成。
b. 檢測是否存在有效喚醒源，若無效則配置SIT1145AQ進入睡眠模式。若有效，則配置SIT1145AQ進入正常模式，系統(tǒng)正常工作。
c. 系統(tǒng)判斷是否需要休眠，若需要，則配置SIT1145AQ進入休眠模式；否則，系統(tǒng)繼續(xù)工作。
d. SIT1145AQ進入休眠模式后，通過INH引腳關(guān)閉3V/5V電源，實現(xiàn)ECU的休眠，此時ECU功耗極低。
e. 等待喚醒源。當(dāng)有喚醒源使能后，SIT1145AQ進入待機模式。
③ SIT1145AQ 寄存器描述表
表1 SIT1145AQ寄存器描述
④ SIT1145AQ 寄存器功能說明表
表2 寄存器功能說明
七、SIT1145AQ應(yīng)用設(shè)計及注意事項
① SIT1145AQ 典型應(yīng)用電路圖
圖10 SIT1145AQ 典型應(yīng)用電路圖
SIT1145AQ PCB布局示例圖
圖11 SIT1145AQ 典型應(yīng)用電路圖
S1：將保護和濾波電路放置于盡可能靠近總線連接器 J1 的位置，以防瞬變脈沖群、ESD 和噪聲傳送至電路板。
S2：總線端接：本布局布線示例顯示的是分裂端接。其中端接分為 R4 和 R5 兩個電阻，端接的中心或分接抽頭通過電容 C6 接地。分端接為總線提供共模濾波。當(dāng)在電路板上而非直接在總線上進行總線端接時，務(wù)必謹慎操作以確保端接節(jié)點不會從總線上移除，否則也會導(dǎo)致沒有端接。
S3：BAT引腳輸入電容先大后小（C5:10uF、C4：100nF），靠近引腳放置；VCC、VIO輸入電容（100nF）靠近引腳放置。
S4：BAT引腳電源輸入需要使用外部瞬態(tài)保護器件，以抑制應(yīng)用環(huán)境中可能出現(xiàn)的 EFT 和浪涌瞬變。如：大功率TVS（600W及以上）、大容量電解電容（47μF及以上）等
S5：推薦共模電感型號：ACT1210R-101-2P-TL00共模電感選取時留意其阻抗和額定電流值。
軟件注意事項：
特定喚醒幀只支持CAN幀 不支持CAN FD幀。
SIT1145AQ/FD版本中嵌入了CAN FD屏蔽功能。該功能稱為“FD-passive”，能在休眠/待機模式下等待有效喚醒幀時，忽略CAN FD幀。
如果關(guān)閉此功能CFDC=0，在休眠/待機模式下等待有效喚醒幀時，總線如果有CAN FD數(shù)據(jù)，SIT1145AQ會識別為錯誤幀，錯誤計數(shù)器遞增。如果錯誤計數(shù)器溢出，收發(fā)器錯誤喚醒。打開此功能需要CFDC =1。而SIT1145AQ 版本沒有此功能。
當(dāng)應(yīng)用軟件將PNCOK設(shè)置為1時，認為部分網(wǎng)絡(luò)配置正確。在對任何CAN部分網(wǎng)絡(luò)配置寄存器進行寫訪問后，會將PNCOK清零。所以PNCOK在進入休眠前的最后一步進行配制。
八、SIT1145AQ 應(yīng)用案例
圖12 SIT1145AQ 典型應(yīng)用案例系統(tǒng)框圖
這是SIT1145AQ在擋風(fēng)玻璃雨刮器應(yīng)用，局部聯(lián)網(wǎng)功能可以通過僅啟用目標(biāo)電機的目標(biāo)喚醒對象來消除這種額外的喚醒周期。在此配置中，控制模塊通過特定幀喚醒功能僅喚醒雨刮器節(jié)點，其他節(jié)點保持待機狀態(tài)，因此可以提高效率并降低功耗?？紤]到一輛車可能有超過50個不同的節(jié)點時，潛在的節(jié)能效果會非?？捎^。
免責(zé)聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題，請聯(lián)系小編進行處理。
推薦閱讀：
科大訊飛劉慶峰：華為GPU能力可對標(biāo)英偉達 A100
科達嘉車規(guī)級一體成型電感VSHB-T系列如何實現(xiàn)低損耗、高可靠性？
