TCAN1162x-Q1：汽車CAN FD系統(tǒng)基礎芯片的卓越之選

在汽車電子領域，CAN FD（Controller Area Network with Flexible Data Rate）技術憑借其高速數(shù)據(jù)傳輸和靈活的數(shù)據(jù)長度，在高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、車身電子裝置和照明、汽車信息娛樂系統(tǒng)和儀表組以及混合動力、電動和動力總成系統(tǒng)等應用中得到了廣泛應用。而德州儀器（TI）的TCAN1162x-Q1系列CAN FD系統(tǒng)基礎芯片（SBC），無疑是其中的佼佼者。今天，我們就來深入了解一下這款芯片的特性、應用以及設計要點。

文件下載：tcan11625-q1.pdf

一、特性亮點

1. 嚴格標準與安全保障

TCAN1162x-Q1符合面向汽車應用的AEC Q100（1級）標準，滿足ISO 11898-2:2016的要求，并且是功能安全型器件，還可提供用于功能安全系統(tǒng)設計的文檔。這意味著它在汽車環(huán)境中的可靠性和安全性得到了充分保障，能夠適應各種復雜的工況。

2. 寬電壓與集成LDO

該芯片具有寬工作輸入電壓范圍，同時集成了LDO輸出。其中，TCAN11625-Q1具有100mA輸出電流能力的5V LDO，可為CAN收發(fā)器和外部負載供電；TCAN11623-Q1則具有70mA輸出電流能力的3.3V LDO，同樣能滿足不同的供電需求。這種集成化的設計不僅簡化了電路設計，還提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3. 多模式與喚醒功能

支持傳統(tǒng)CAN和CAN FD（高達8Mbps），具備正常模式、待機模式和低功耗睡眠模式三種工作模式。高壓INH輸出可用于系統(tǒng)電源控制，支持通過WAKE引腳實現(xiàn)本地喚醒。在睡眠模式下，器件能夠降低功耗，同時通過低功耗接收器監(jiān)控CAN總線，一旦檢測到喚醒事件，可迅速恢復工作。

4. 全面保護特性

具備±58V CAN總線容錯、VSUP上負載突降支持、IEC ESD保護、欠壓和過壓保護、熱關斷保護以及TXD顯性狀態(tài)超時（TXD DTO）等多種保護特性，有效提高了芯片在復雜環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。

5. 封裝優(yōu)勢

采用無引線VSON（14）封裝，具有可濕性側面，提高了自動光學檢測（AOI）能力，方便生產(chǎn)制造。

二、應用領域

TCAN1162x-Q1適用于多個汽車電子領域，包括高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、車身電子裝置和照明、汽車信息娛樂系統(tǒng)和儀表組以及混合動力、電動和動力總成系統(tǒng)等。在這些應用中，它能夠提供可靠的CAN通信，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

三、引腳配置與功能

1. 引腳功能概述

芯片的引腳功能豐富，涵蓋了CAN發(fā)送數(shù)據(jù)輸入（TXD）、CAN接收數(shù)據(jù)輸出（RXD）、電源引腳（VSUP、VCCOUT、VFLT、VLDO3等）、控制引腳（INH、WAKE、nSLP、nRST等）以及CAN總線引腳（CANH、CANL）等。每個引腳都有其特定的功能，共同實現(xiàn)了芯片的各項性能。

2. 引腳特性舉例

以TXD引腳為例，它集成了上拉電阻，可確保在引腳懸空時CAN發(fā)送數(shù)據(jù)輸入為隱性電平，避免總線阻塞。而INH引腳作為抑制引腳，可用于控制系統(tǒng)穩(wěn)壓器和電源，在正常和待機模式下為高電平，在睡眠模式下為低電平，從而實現(xiàn)系統(tǒng)功耗的優(yōu)化。

四、規(guī)格參數(shù)

1. 絕對最大額定值

芯片對各個引腳的電壓、電流和溫度等參數(shù)都有明確的絕對最大額定值限制。例如，VSUP的電源電壓范圍為 -0.3V至42V，VBUS（CAN總線IO電壓范圍）為 -58V至58V等。超出這些額定值運行可能會對器件造成永久損壞，因此在設計時必須嚴格遵守。

2. 建議工作條件

為了確保芯片的正常運行，還給出了建議工作條件，如VSUP的電源電壓范圍為5.5V至28V，VIO的IO電源電壓為1.7V至5.5V等。在這些條件下，芯片能夠發(fā)揮最佳性能。

3. 熱性能信息

熱性能方面，提供了結至環(huán)境熱阻（RΘJA）、結至外殼（頂部）熱阻（RΘJC(top)）、結至電路板熱阻（RΘJB）等熱指標。這些指標對于散熱設計至關重要，能夠幫助工程師合理布局，確保芯片在工作過程中不會因過熱而影響性能。

五、詳細說明

1. 模式說明

芯片具有正常模式、待機模式、睡眠模式、復位模式、失效防護模式和關閉模式六種工作模式。不同模式下，芯片的各個功能模塊（如CAN驅動器、接收器、LDO等）的狀態(tài)會有所不同，以實現(xiàn)不同的功耗和性能需求。例如，在正常模式下，CAN驅動器和接收器均能完全正常運行，實現(xiàn)雙向CAN通信；而在睡眠模式下，CAN發(fā)送器和接收器關閉，功耗降至最低，同時低功耗接收器仍可監(jiān)控CAN總線。

2. 保護機制

芯片具備多種保護機制，如TXD顯性超時（TXD DTO）、熱關斷（TSD）、欠壓/過壓鎖定等。以TXD DTO為例，當CAN驅動器處于活動模式時，如果TXD保持顯性狀態(tài)的時間超過超時周期，該電路會禁用CAN驅動器，釋放總線，防止網(wǎng)絡通信阻塞。

六、應用設計要點

1. 總線負載與節(jié)點數(shù)

在CAN網(wǎng)絡設計中，總線負載能力、長度和節(jié)點數(shù)是需要考慮的重要因素。TCAN1162x-Q1具有高輸入阻抗，可在總線負載低至50Ω時滿足1.5V差分輸出要求，理論上在單個總線段上支持超過100個器件。但在實際設計中，需要考慮系統(tǒng)和電纜中的信號損失、寄生負載、時序、網(wǎng)絡失衡、接地偏移和信號完整性等問題，合理確定總線長度和節(jié)點數(shù)。

2. CAN終端

總線末端可以采用單個120Ω電阻進行端接，也可采用分裂終端。分裂終端通過濾除差分信號線路上可能存在的高頻共模噪聲，能夠改善網(wǎng)絡的電磁發(fā)射行為。

3. 電源要求

TCAN1162x-Q1設計為在5.5V至28V的VSUP輸入電源電壓范圍內運行，VIO的設計電壓范圍為1.7V至5.5V。輸入電源必須經(jīng)過良好調節(jié)，應將旁路電容靠近器件的VSUP和VIO電源引腳布置，以減少電源電壓波紋。同時，不同型號的芯片對電容的要求也有所不同，如TCAN11625的VCCOUT引腳需要使用10μF電容，TCAN11623的VFLT引腳需要使用10μF電容，VLDO3引腳通常使用4.7uF的電容。

4. 布局指南

在布局設計時，應將保護和濾波電路放置于盡可能靠近總線連接器的位置，以防瞬變脈沖群、ESD和噪聲傳送至電路板。使用電源和接地層來提供低電感，旁路電容和去耦電容應盡可能靠近收發(fā)器的電源端子布置。

七、總結

TCAN1162x-Q1作為一款高性能的汽車CAN FD系統(tǒng)基礎芯片，憑借其豐富的特性、廣泛的應用領域以及完善的保護機制，為汽車電子工程師提供了一個可靠的解決方案。在設計過程中，我們需要充分了解芯片的各項參數(shù)和特性，合理進行電路設計和布局，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。同時，我們也要關注芯片的最新動態(tài)和應用案例，不斷提升自己的設計水平，為汽車電子的發(fā)展貢獻自己的力量。

以上就是關于TCAN1162x-Q1芯片的詳細介紹，希望對各位電子工程師在汽車CAN FD系統(tǒng)設計中有所幫助。你在實際設計過程中是否遇到過類似芯片的應用問題呢？歡迎在評論區(qū)留言分享你的經(jīng)驗和見解。