System Base Chip (SBC), le interfacce CAN e LIN con i muscoli

Gli SBC sono semplicemente circuiti integrati che integrano i ricetrasmettitori CAN (Controller Area Network) o LIN (Local Interconnect Network) con un “elemento di potenza” interno / esterno. Questo elemento di potenza potrebbe essere un regolatore a bassa caduta di tensione (LDO), un convertitore DC/DC o entrambi.

Quando un progettista ha bisogno in uscita di potenza aggiuntiva o opzioni di layout che richiedono una soluzione discreta che utilizza sia un ricetrasmettitore che un convertitore LDO o DC/DC discreto, gli SBC sono la soluzione ideale.

Gli SBC non sono nuovi sul mercato; tuttavia, le recenti innovazioni in termini di integrazione e prestazioni hanno ampliato l’uso di questi dispositivi. Per i progettisti automobilistici, l’elevato livello di integrazione e la maggiore affidabilità consentono progetti più leggeri ed economici. Il passaggio dalla classica CAN alla CAN FD (Flexible Data Rate) richiede soluzioni che colmino il divario tra la disponibilità del processore del controller CAN FD contribuendo al contempo ad aumentare il numero di bus CAN / CAN FD classici.

I ricetrasmettitori CAN e LIN forniscono input e output nei corrispondenti protocolli: dopo aver ricevuto i pacchetti di dati, questi ricetrasmettitori li inviano ad un microcontrollore o microprocessore per ulteriori azioni. Viceversa, ricevono informazioni dallo stesso processore per la comunicazione in uscita verso il bus associato.

Sebbene i ricetrasmettitori CAN e LIN siano di natura abbastanza semplice, i produttori stanno aggiungendo sempre più funzionalità per aumentare ulteriormente la protezione, riducendo allo stesso tempo complessità, spazio e costi di progettazione. Queste funzionalità includono spesso la protezione dai guasti del bus e la protezione dalle scariche elettrostatiche, nonché la capacità di inviare e ricevere dati ai processori attraverso un ingresso / uscita da 1,8 V a 3,3 V o 5 V.

Di seguito ci concentreremo sugli SBC basati su LDO, ma gli stessi concetti si applicano ai convertitori DC/DC con uscita superiore.

Un buon esempio di SBC è il TCAN4550-Q1, che include sia un controller CAN FD che un ricetrasmettitore CAN FD in un unico package. Il dispositivo comunica con microcontrollori e microprocessori attraverso l’interfaccia periferica seriale, che è molto importante nella maggior parte delle soluzioni di elaborazione e consente l’aggiunta delle funzionalità avanzate di CAN FD a quasi tutti i progetti. La Figura 1 rappresenta uno schema a blocchi di base di questo dispositivo e di come si collega a un microprocessore.

Figura 1: schema a blocchi TCAN4550-Q1: connessioni processore / dispositivo

 

Il TCAN4550-Q1 fornisce funzionalità aggiuntive, tra V_IO con 1,8 V, 3,3 V e supporto 5 V; wake; inhibit; e un timeout watchdog che può abilitare funzionalità del processore normalmente non disponibili.

La Figura 2 evidenzia la parte LDO dell’SBC. Il del TCAN4550-Q1 LDO fornisce 125 mA di corrente. Circa 50 mA vengono utilizzati per alimentare il ricetrasmettitore CAN FD, mentre restano fino a 70 mA di uscita per fornire corrente sufficiente per il microcontrollore embedded o altri componenti.

Figura 2: schema a  blocchi TCAN4550-Q1 : LDO integrato

Gli SBC CAN e LIN continueranno a integrare le funzionalità chiave al fine di abilitare funzionalità aggiuntive che in precedenza richiedevano numerosi dispositivi discreti. Alcune di queste funzionalità possono includere LDO aggiuntivi, convertitori DC/DC per una maggiore corrente di uscita, interruttori high-side per funzioni di accensione / spegnimento del processore e supporto multiprotocollo.

Texas Instruments dispone sia  di SBC CAN che LIN sviluppati dal suo portafoglio standard di ricetrasmettitori CAN e LIN. L’SBC TLIN1441-Q1 LIN include anche molte delle funzionalità sopra descritte e un LDO da 125 mA.

Risorse addizionali

• Per informazioni sul LDO integrato nel TCAN4550-Q1 , consultare l’applicazione, “Informazioni sulle prestazioni LDO nel TCAN4550-Q1.“
• Articolo tecnico “Esplora i vantaggi non correlati alla velocità di CAN FD “.
• Valutare il TCAN4550-Q1 e il supporto del protocollo CAN FD con il modulo di valutazione TCAN4550-Q1.

A cura di Russel Crane