SBC基礎(chǔ)課程——CAN/LIN SBC初學(xué)者指南

什么是系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）？

SBC是純粹的集成電路，它將控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN）或本地互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（LIN）收發(fā)器與內(nèi)部/外部“功率器件”集成在一起。該功率器件可以是低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）、DC/DC轉(zhuǎn)換器或兩者兼有。

當(dāng)設(shè)計(jì)師需要更多輸出功率，或需要離散式解決方案的布局選項(xiàng)并且該離散式解決方案需要收發(fā)器和離散式LDO或DC/DC轉(zhuǎn)換器，這時(shí)SBC是您的理想選擇。

SBC對(duì)于市場(chǎng)來(lái)說(shuō)不是新生事物，但是，近期在集成和性能方面的創(chuàng)新均拓展了這些設(shè)備的使用。對(duì)汽車(chē)設(shè)計(jì)師而言，其高水平的集成和更高的可靠性可以使其實(shí)現(xiàn)質(zhì)量更輕和成本更低的設(shè)計(jì)。從經(jīng)典CAN向靈活數(shù)據(jù)速率CAN（CAN FD）的轉(zhuǎn)型，要求解決方案能夠彌補(bǔ)CAN FD控制器處理器可用性之間的差距，同時(shí)亦有助于增加經(jīng)典CAN/CAN FD總線的數(shù)量。

在比較深入地介紹SBC之前，我們首先來(lái)重點(diǎn)談?wù)凜AN或LIN收發(fā)器。如果您熟悉這些協(xié)議，您就一定知道這些收發(fā)器提供其相應(yīng)技術(shù)的輸入和輸出。一旦它們收到數(shù)據(jù)包，這些收發(fā)器就會(huì)將數(shù)據(jù)傳送給微控制器或微處理器進(jìn)行進(jìn)一步的操作。反之，它們會(huì)從同一處理器接收信息，經(jīng)由相關(guān)總線進(jìn)行出站通信。

盡管CAN和LIN收發(fā)器在本質(zhì)上看是相當(dāng)基礎(chǔ)的技術(shù)，但供應(yīng)商持續(xù)向其添加更多功能，在力求增加保護(hù)功能的同時(shí)，削減設(shè)計(jì)的復(fù)雜性、空間和成本。這些功能通常包括總線故障保護(hù)和靜電釋放保護(hù)，以及通過(guò)1.8 - 3.3V 或 1.8 - 5V輸入/輸出（也稱為VIO）與處理器往返數(shù)據(jù)的能力。

下面我將重點(diǎn)介紹基于LDO的SBC，不過(guò)相同的概念也適用于具有更高輸出的DC/DC轉(zhuǎn)換器。

一個(gè)很恰當(dāng)?shù)腟BC示例是TCAN4550-Q1，它將CAN FD控制器和收發(fā)器置于單一的封裝內(nèi)。該設(shè)備藉由串行外圍接口（SPI）與微控制器和微處理器通信，在大部分處理解決方案中占有重要地位，支持向幾乎所有的設(shè)計(jì)增添CAN FD的先進(jìn)功能。圖 1是該設(shè)備及其如何連接到微處理器的基本框圖。

圖1：突出顯示了處理器/設(shè)備連接的TCAN4550-Q1框圖

TCAN4550-Q1提供的其它功能包括VIO（1.8V、3.3V和5V支持）；喚醒；休眠；及在非正常可用情況下支持處理器功能的超時(shí)看門(mén)狗等。

圖 2突出顯示了SBC（藍(lán)色突出顯示）的LDO部分。TCAN4550-Q1的集成式LDO提供125 mA電流。約50 mA用于為CAN FD收發(fā)器供電，并保持高達(dá)70 mA的輸出為嵌入式微控制器或其它組件供應(yīng)電流。

圖2：突出顯示LDO的TCAN4550-Q1

CAN和LIN SBC將繼續(xù)集成關(guān)鍵功能，以支持以前需要多個(gè)分立設(shè)備提供的諸多功能。其中包括更多LDO、用于提高輸出電流的DC/DC轉(zhuǎn)換器、用于開(kāi)/關(guān)處理器的高壓側(cè)開(kāi)關(guān)以及多種協(xié)議支持。

德州儀器（TI）擁有利用其標(biāo)準(zhǔn)CAN和LIN收發(fā)器系列開(kāi)發(fā)出來(lái)的CAN和LIN SBC。TLIN1441-Q1 LIN SBC還包括上述提及的許多功能和一個(gè)125-mA LDO。

其他資源

·欲了解更多關(guān)于TCAN4550-Q1中的LDO功能，請(qǐng)參閱應(yīng)用說(shuō)明書(shū)“了解TCAN4550-Q1中的LDO性能”及應(yīng)用報(bào)告。

·通過(guò)技術(shù)文章“對(duì)更高速度的需要：CAN FD。”，更多了解CAN FD協(xié)議。

·參考基于雙CAN FD目標(biāo)數(shù)據(jù)輸出的汽車(chē)RFCMOS 77 GHz雷達(dá)模塊參考設(shè)計(jì)，快速啟動(dòng)尺寸優(yōu)化的汽車(chē)?yán)走_(dá)模塊設(shè)計(jì)。

·了解用于 CAN、CAN FD 和 LIN 收發(fā)器的不斷壯大的TI SBC系列。