近年來人們對車身舒適性,安全性及信息娛樂性的智能化高度要求,汽車電子也持續的高速發展著,目前車用電子所占比汽車成本約為40%~60%,各種的車身電子控制系統和車載電子控制裝置持續的引入汽車設計架構中,包含各式的傳感器模塊單元,如溫度,輪速,轉角和加速度等傳感器,搭載著電動輔助轉向和電子式駐煞車系統,不斷滿足我們駕駛員和乘客的舒適乘坐和安全需求。
而在這些為數眾多的車用電子系統之間,車用控制器局域網絡接口(CAN Bus)由于采用雙線串接拓樸架構,可串接或并接任意節點裝置,不僅使布線及維護的復雜度大幅降低,并可一并降低線材及布線成本,因此成為首選的車用系統傳輸接口。
CAN Bus傳輸接口所采用的雙線差動(Two wire differential)傳輸技術,若某條差動訊號線因為斷線或接地故障而無法傳輸訊號,仍然能轉換為單線訊號傳輸模式,因此可大大減低車內系統通訊溝通不良的機率,不僅提升了車身功能的穩定度,其差動雙絞線的連接方式也具有抗共模電磁干擾能力。此外CAN Bus是以多主機的架構型態傳送接收訊號,每個主機均能主動發出通訊指向特定節點,因此能夠保持在線最大空間狀態來應付巨大數據量的傳送接收,不僅豐富了車身功能,若有任一主機節點故障時亦不受影響,可確保駕駛人的行車體驗,減少故障維修的風險。
CAN Bus的傳輸速度可以有不同的選擇,目前應用最高需求至1Mbps,且其傳輸距離最遠可達1000M,因此可滿足應用于車內不同子系統對不同傳輸速度和傳輸距離的要求,因而在開發階段時的成本,車體重量,規格特性上的諸多考慮下,CAN Bus接口皆能滿足以上需求,以致現階段約有70%的汽車皆已采用CAN Bus昨為其傳輸界面使用。
而作為頻繁和人體接觸的汽車環境,靜電放電事件(ESD),電氣過載事件(EOS),以及電性快速瞬時事件(EFT)會經常出現在汽車運行過程中,這對于行駛中的汽車是一個潛在的威脅,而CAN收發芯片在設計時會考慮一些靜電的抗擾,但級別遠遠達不到系統級測試的要求,故對于CAN通信接口的保護設計變得非常重要。
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原文標題:汽車總線CAN BUS的保護設計[20190718]
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