Подписка на новости

Опрос

Нужны ли комментарии к статьям? Комментировали бы вы?

Реклама

 

2005 №9

TLE6262G. Отказоустойчивый узел CAN от Infineon

Лапин Алексей


Первая версия спецификации популярного интерфейса CAN выпущена фирмой Bosсh в 1987 году. Интерфейс предназначался для бортовых систем автомобилей. В это время появилась настоятельная необходимость организации обмена данными между распределенными по автомобилю приборами, датчиками, исполнительными механизмами. Применявшиеся до этого, не объединенные в единый интерфейс, аналоговые и дискретные линии связи (доставляющие сигналы «как есть») перестали справляться с резко возросшим потоком данных. Количество сигналов превысило разумный для такого рода решений предел (рис. 1). Специфика автомобильных кабельных сетей (ограничения на толщину кабелей и механические воздействия на них) еще более усугубила эту проблему.

Примерно так выглядят верхние ограничения пропускной способности систем передачи данных различной организации
Рис. 1. Примерно так выглядят верхние ограничения пропускной способности систем передачи данных различной организации

Вэтих условиях фирма Bosсh — крупный игрок на рынке автомобильной электроники — выступила «законодателем моды», разработав оригинальный последовательный интерфейс CAN. Впоследствии он оказался очень удачным не только для автомобильных, но и для многих других приложений (в частности, систем автоматизации производства, железнодорожного транспорта). В 1992 году появилась вторая версия, расширившая возможности и отразившая развитие элементной базы. Слагаемые успеха этого популярного интерфейса рассмотрены в литературе [1, 2].

Фирмой Infineon [3] выпускаются функционально законченные трансиверы шины CAN для использования в распределенных системах сбора данных промышленного назначения и в автомобилестроении. Такой приемопередатчик, работая в паре с микроконтроллером, обеспечивает подключение к сети CAN датчиков, исполнительных механизмов, органов управления и т. п.

Микросхема TLE6262G — характерное изделие данной линейки. Рассмотрим ее особенности.

Данная микросхема выпускается в 28-выводном корпусе P-DSO-28-6 и может работать в диапазоне рабочих температур –40…+150 °C.

В состав микросхемы входят:

  1. стандартный отказоустойчивый трансивер CAN для дифференциальной линии;
  2. детектор и менеджер аварийных ситуаций на CAN;
  3. узел перевода в экономичный режим потребления энергии;
  4. стабилизатор напряжения питания внутренних и внешних схем 5В ± 2%;
  5. пять ключей для внешних исполнительных устройств;
  6. узел контроля напряжения питания;
  7. формирователь сигнала сброса;
  8. встроенный генератор;
  9. стандартный интерфейс SPI.

Документацию на микросхему TLE6262G см. в [4]. Ее функциональная схема показана на рис. 2.

Функциональная схема микросхемы TLE6262G
Рис. 2. Функциональная схема микросхемы TLE6262G

Стандартный трансивер CAN показан в нижней части рис. 2. Он оптимизирован для работы на низких скоростях обмена данными. Надежность его работы обеспечивается узлами отработки аварий CAN и защиты от перегрева. При обрыве или замыкании одной из линий дифференциальной пары менеджер аварий переводит трансивер в режим однопроводной передачи по оставшейся исправной линии.

Входные цепи приемника защищены от высокочастотных помех фильтром.

Трансивер CAN может находиться в одном из 4 основных режимов. Выбор режима осуществляется битами NSTB и ENT. Диаграмма состояний показана на рис. 3.

Диаграмма состояний трансивера интерфейса микросхемы TLE6262G
Рис. 3. Диаграмма состояний трансивера интерфейса микросхемы TLE6262G:
Stand-by — режим готовности к работе; Normal Mode — режим нормальной работы;
RxD-Only — разрешен только прием данных; Sleep Mode — режим экономии энергии

Управление работой микросхемы осуществляется по интерфейсу SPI от внешнего микроконтроллера. Применение SPI позволяет минимизировать количество контактов, площадь печатной платы и себестоимость изделия.

Порт SPI микросхемы TLE6262G работает в режиме ведомого. Микроконтроллер выдает через него команды управления и считывает состояние микросхемы. Дополнительно имеется вход SCN — «Выбор кристалла», позволяющий использовать с одним микроконтроллером несколько TLE6262G.

Стабилизатор напряжения питания обеспечивает саму микросхему и внешние нагрузки, например микроконтроллер, стабилизированным напряжением 5 В ± 2%. Максимальный ток для внешних потребителей составляет 45 мА.

Супервизор осуществляет мониторинг напряжения питания, генерируя сигнал сброса в случае снижения напряжения ниже предельно допустимого уровня.

Встроенный генератор. Стабильность его частоты определяется сопротивлением внешнего резистора, подключаемого к специальному выводу микросхемы. Генератор используется для синхронизации работы узлов микросхемы, а также выдачи сигнала сброса микропроцессору.

Выходные ключи обеспечивают выходной ток до 250 мА (см. таблицу). Их сопротивление в открытом состоянии при +25 °C составляет не более 1 Ом. Состоянием ключей можно управлять через интерфейс SPI. Кроме того, напряжение в диапазоне 6,8–7,2 В на входе PWM управляет ключом OUTH1. Ключ OUTH3 дополнительно может периодически переключаться от встроенного генератора через делитель частоты кратностью до 128. Ключи OUTL1/2 обеспечивают коммутацию внешнего напряжения до 37 В.

Таблица. Допустимые выходные токи транзисторных ключей микросхемы TLE6262G

Схема включения микросхемы TLE6262G показана на рис. 4.

Схема включения микросхемы TLE6262G
Рис. 4. Схема включения микросхемы TLE6262G
Внешние конденсаторы обеспечивают фильтрацию напряжений питания на входе и выходе стабилизатора.
Rн1…5 — сопротивления нагрузки внешних исполнительных устройств

Новинки фирмы Infineon регулярно появляются на сайте [5].

Литература

  1. Лапин А. Интерфейс CAN. Слагаемые успеха // «ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, Технология, Бизнес». № 2. 2005. С. 40–43. www.vbnti.narod.ru/2005-3/lapin.pdf
  2. Лапин А. Интерфейсы. Выбор и реализация. М. Техносфера. 2005. www.vbnti.narod.ru/log.html#22okt05
  3. Сайт фирмы Infineon. www.infineon.com
  4. TLE6262G. Datasheet. Infineon. http://www.infineon.com/upload/Document/cmc_upload/documents/039/037/TLE6262_24.pdf
  5. Новинки элементной базы. Виртуальное бюро научно-технической информации www.vbnti.narod.ru

Скачать статью в формате PDF  Скачать статью Компоненты и технологии PDF

 


Другие статьи по данной теме:

Сообщить об ошибке