恩智浦FlexRay產(chǎn)品系列概覽

FlexRay的發(fā)展歷史
      FlexRay網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品誕生于20世紀(jì)90年代末，當(dāng)時(shí)一些汽車制造商意識(shí)到現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，例如CAN，無法滿足未來車載網(wǎng)絡(luò)（IVN）的需求。這些汽車制造商沒有開發(fā)自己的解決方案，而是決定組成一個(gè)協(xié)會(huì)，推動(dòng)FlexRay通信系統(tǒng)成為汽車應(yīng)用領(lǐng)域高速通信網(wǎng)絡(luò)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。基于當(dāng)時(shí)在CAN和LIN收發(fā)器領(lǐng)域的主導(dǎo)作用，恩智浦半導(dǎo)體（NXP Semiconductors，原飛利浦半導(dǎo)體）受邀成為FlexRay協(xié)會(huì)的核心合作伙伴之一，負(fù)責(zé)引領(lǐng)行業(yè)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)物理層。

      制定新的FlexRay標(biāo)準(zhǔn)花費(fèi)了數(shù)年時(shí)間，這導(dǎo)致多種過渡版FlexRay技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。恩智浦擔(dān)任物理層工作小組的領(lǐng)導(dǎo)工作，并作為協(xié)會(huì)指導(dǎo)委員會(huì)的成員監(jiān)測協(xié)會(huì)的工作進(jìn)展。為讓協(xié)會(huì)的其它成員能對FlexRay的應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)研究，恩智浦開發(fā)了第一個(gè)硬件解決方案。這款產(chǎn)品稱為恩智浦FlexRay TJA1080收發(fā)器。

      2006年底，恩智浦實(shí)現(xiàn)重要的里程碑，第一款采用FlexRay網(wǎng)絡(luò)的車型投入量產(chǎn):寶馬X5，其主動(dòng)式阻尼控制系統(tǒng)采用恩智浦的TJA1080收發(fā)器。因此，F(xiàn)lexRay不再只處于開發(fā)階段，同樣也已進(jìn)入量產(chǎn)階段，并獲得實(shí)際應(yīng)用。

TJA1080 – FlexRay的推動(dòng)者
      作為世界上第一款采用FlexRay電氣物理層的芯片，恩智浦的TJA 1080證明了FlexRay的強(qiáng)大性能與靈活便捷。這種關(guān)鍵設(shè)備可提供廣泛的功能組合、卓越的EMC性能以及高效的ESD保護(hù)，有助于推動(dòng)全新的先進(jìn)通信系統(tǒng)進(jìn)入目前和未來的車款。

TJA1080的主要功能
• FlexRay網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸速度高達(dá)10Mbit/s
• 支持FlexRay節(jié)點(diǎn)和有源星型結(jié)構(gòu)功能
• ECU低功耗管理
• 本地和遠(yuǎn)程喚醒功能
• 數(shù)據(jù)幀喚醒
• 通過兩個(gè)專用控制輸入實(shí)現(xiàn)模式控制
• 帶有VIO輸入的自適應(yīng)I/O
• 兼容42V
• 溫度范圍：- 40°C至+ 150°C
• ± 8kV HBM ESD保護(hù)
• 誤差診斷和狀態(tài)向量讀數(shù)

      TJA1080投入量產(chǎn)以來，恩智浦從市場反饋和自身量產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)中獲益良多。這些寶貴的信息有助于確定新產(chǎn)品的潛在應(yīng)用、調(diào)整產(chǎn)品的規(guī)格和功能以實(shí)現(xiàn)恩智浦客戶的期望。當(dāng)然，恩智浦的收發(fā)器同樣符合汽車質(zhì)量和可靠性方面的要求。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，早在設(shè)計(jì)開發(fā)階段就采用“卓越設(shè)計(jì)”的方法。

TJA1080A – 厚積薄發(fā)
      市場反饋表明，TJA1080需要進(jìn)行一些微調(diào)，但這些調(diào)整對于一款量產(chǎn)產(chǎn)品而言難以完成，恩智浦因此推出一種全新的型號(hào)——TJA1080A。與此同時(shí)，F(xiàn)lexRay協(xié)會(huì)同樣最終制定了一致性測試的首個(gè)測試規(guī)范。TJA1080A即依照此項(xiàng)規(guī)范進(jìn)行測試，2007年11月，它成為第一款成功通過FlexRay一致性測試并上市的FlexRay收發(fā)器。

與其前身TJA1080相比，TJA1080A收發(fā)器在諸多方面均有顯著提升：

• 電源復(fù)位效果更好
• 完全符合電氣物理層規(guī)范（Electrical-Physical Layer）V2.1 Rev.A
• 發(fā)射斷電路經(jīng)過升級可降低總線輻射
• 增強(qiáng)型接收端電路——更高的射頻抗擾度，確保70ns的最低位時(shí)間

      TJA1080A不僅可以作為節(jié)點(diǎn)收發(fā)器使用，還可作為有源星型耦合器的一個(gè)分支。這讓TJA1080A成為已上市FlexRay收發(fā)器中功能最多的型號(hào)。為進(jìn)一步推動(dòng)FlexRay的應(yīng)用，恩智浦將開發(fā)三種全新而且經(jīng)濟(jì)有效的產(chǎn)品，即TJA1082和TJA1081節(jié)點(diǎn)收發(fā)器，以及TJA1085有源耦合器。

TJA1082 – 基礎(chǔ)型節(jié)點(diǎn)收發(fā)器
      TJA1082匯聚了恩智浦開發(fā)TJA1080和TJA1080A獲得的知識(shí)和專有技術(shù)。TJA1082針對點(diǎn)火開關(guān)控制通斷電的ECU進(jìn)行優(yōu)化，因而易于使用和設(shè)計(jì)簡便。由于功能調(diào)整，其封裝尺寸和面積相比TJA1080A更小，針腳數(shù)量同樣減少使用尺寸僅為4mm*6.4mm的TSSOP14封裝技術(shù)。這意味著TJA1082只需和標(biāo)準(zhǔn)高速CAN收發(fā)器（比如TJA1050，TJA1040）同樣大小的PCB電路板空間。TJA1082完全符合電氣物理層規(guī)范（Electrical-Physical Layer）V2.1 Rev.B

      TJA1082支持的最低位時(shí)間下降到60ns此外還有一款可在待機(jī)模式下激活的低功耗接收端。除此以外，提供數(shù)種保護(hù)和診斷模塊：欠壓檢測，總線錯(cuò)誤檢測和溫度保護(hù)。這些診斷信息可傳輸?shù)綋碛袠?biāo)準(zhǔn)SPI接口的微控制器。TJA1082可在正常5伏供電電壓下[Clamp15]工作，并可連接至多種電壓的微控制器。這款產(chǎn)品將于2009年初上市。工程樣品現(xiàn)已可用，合格樣品將于2009年初就緒。

TJA1081 – “Clamp 30”節(jié)點(diǎn)收發(fā)器
      TJA1081兼容FlexRay EPL 2.1 Rev.A和TJA1080A類似，TJA1081同樣提供錯(cuò)誤診斷和狀態(tài)寄存器讀取功能，這種來自恩智浦的全新設(shè)備，作為一款經(jīng)濟(jì)有效的“Clamp30”節(jié)點(diǎn)收發(fā)器，沒有星型結(jié)構(gòu)功能，采用SSOP16封裝。TJA1081可在緊急情況下替代TJA1080A。TJA1081在睡眠和待機(jī)模式下的耗電量極低，為提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可以支持低達(dá)60ns的最低位時(shí)間。TJA1081同樣可以通過INH針腳進(jìn)行ECU低功耗管理。

      該產(chǎn)品將于2009年初上市。工程樣品現(xiàn)已可用，合格樣品將會(huì)很快問世。

TJA1085 – 主動(dòng)節(jié)點(diǎn)收發(fā)器
      FlexRay標(biāo)準(zhǔn)支持被動(dòng)式總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、帶有源星型耦合器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及兩者的組合。FlexRay的最初應(yīng)用的是和CAN總線類似的被動(dòng)總線拓?fù)洹Ｅc此同時(shí)，帶有源星型耦合器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開始變得日益重要起來。多功能TJA1080A則用于星型結(jié)構(gòu)的首次部署。然而，為形成一種成本優(yōu)化的量產(chǎn)解決方案，首選一種專用的星型耦合器產(chǎn)品，因此恩智浦的FlexRay產(chǎn)品組合中添加了TJA1085星型耦合器。這種4支路有源星型耦合器將兼容FlexRay EPL V3.0規(guī)范，提供更強(qiáng)的總線錯(cuò)誤檢測，更快的誤差控制和更全面的喚醒源狀態(tài)信息。目前，市場上還沒有任何一種類似產(chǎn)品能提供這些獨(dú)一無二的功能。

      恩智浦目前正在開發(fā)TJA1085，樣品將于2009年上半年推出，預(yù)計(jì)將在2009年內(nèi)發(fā)布該產(chǎn)品。

TJA1083 – 兼容JASPAR的收發(fā)器
      盡管許多日本汽車公司都是FlexRay協(xié)會(huì)成員，日本汽車行業(yè)仍然認(rèn)為設(shè)立一個(gè)致力于推廣FlexRay應(yīng)用的國內(nèi)協(xié)會(huì)可以提供一定優(yōu)勢。因此，2004年JASPAR協(xié)會(huì)正式成立，協(xié)會(huì)成員主要為Toyata（豐田），Nissan（日產(chǎn)）和Hond（(本田）領(lǐng)導(dǎo)。為能清楚分辨FlexRay和JASPAR應(yīng)用之間的區(qū)別，恩智浦已于2007年加入JASPAR。其最終目標(biāo)是形成一種為JASPAR應(yīng)用量身定做，并可完美用于其中的解決方案。恩智浦主動(dòng)為JASPAR工作組作出貢獻(xiàn)。鑒于日本汽車制造商的重要性，恩智浦在日本設(shè)置了各種汽車小組來支援這些客戶。

      由于JASPAR的各種措施，日本對收發(fā)器制定了一些額外規(guī)定。JASPAR正在采取更進(jìn)一步的措施：收發(fā)器的一致性測試規(guī)范正在編寫中。恩智浦正計(jì)劃推出針對JASPAR標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化的FlexRay收發(fā)器。這種產(chǎn)品稱為TJA1083，一旦JASPAR圍繞物理層和收發(fā)器的諸多措施做出結(jié)論，這一理念最終將會(huì)成型。

恩智浦對于FlexRay的持續(xù)貢獻(xiàn)
      恩智浦是IVN收發(fā)器市場的領(lǐng)導(dǎo)者，同時(shí)也是FlexRay市場的設(shè)計(jì)者，經(jīng)過證明，堪稱是成功的批量供應(yīng)商。由于其在IVN批量供應(yīng)中擁有無以倫比的紀(jì)錄，恩智浦可以提供完美的供應(yīng)安全性。

      為讓客戶在自身產(chǎn)品中進(jìn)行方便的設(shè)計(jì)導(dǎo)入，恩智浦提供高度可靠的系統(tǒng)知識(shí)和快速客戶支持。對于已上市的FlexRay產(chǎn)品，恩智浦正在提供收發(fā)器的模擬模型，并向汽車OEM廠商提供網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模擬。

      恩智浦見證FlexRay市場的快速發(fā)展。越來越多的OEM廠商開始采用FlexRay技術(shù),并將FlexRay網(wǎng)絡(luò)納入汽車。

      恩智浦的下一代FlexRay物理層產(chǎn)品將把目標(biāo)鎖定為更加強(qiáng)大的功能，進(jìn)一步改善EMC和并提高一體化程度,從而優(yōu)化系統(tǒng)成本。