選擇性喚醒的控製器局域網收發器如何在汽車設計中降低功耗
發布時間:2021-04-07 責任編輯:wenwei
【導讀】每輛汽車中都有一個包含傳感器、電機和開關的龐大車載網絡。這些網絡不斷發展以適應車輛上日益增加的連通性,總功耗也隨之增加,因此可能會對車輛的排放產生負麵影響。
根據所使用的網絡協議,有幾種方法可以降低功耗。本文將重點介紹經典控製器局域網(CAN)設計,工程師和原始設備製造商(OEM)可以借助一個局部聯網架構來降低功耗和相應的排放。
內嵌CTA:要詳細了解如何配置可通過CAN收發器實現選擇性喚醒的網絡,請閱讀應用報告《選擇性喚醒配置指南:TCAN1145-Q1和TCAN1146-Q1》。
根據國際標準化組織(ISO)11898-5標準,局部聯網功能可以控製CAN總線發送喚醒信號時應激活的網絡節點或節點集群,同時使剩餘節點處於低功耗睡眠模式,從而提高網絡性能並限製車輛功耗。
圖1展示了一個簡化的汽車總線架構,每個圓圈代表一個在車輛運行期間執行特定操作的CAN或CAN靈活數據速率(FD)節點。

圖 1: 展示了網絡節點的CAN總線架構。
為了更好地了解局部聯網的優勢,讓我們來看一個在非局部聯網配置中使用擋風玻璃雨刮器的示例。
通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia),當(dang)駕(jia)駛(shi)員(yuan)使(shi)用(yong)擋(dang)風(feng)玻(bo)璃(li)雨(yu)刮(gua)器(qi)時(shi),雨(yu)刮(gua)器(qi)會(hui)激(ji)活(huo)連(lian)接(jie)到(dao)車(che)身(shen)控(kong)製(zhi)模(mo)塊(kuai)的(de)開(kai)關(guan),然(ran)後(hou)該(gai)模(mo)塊(kuai)會(hui)向(xiang)擋(dang)風(feng)玻(bo)璃(li)雨(yu)刮(gua)器(qi)電(dian)機(ji)發(fa)送(song)喚(huan)醒(xing)命(ming)令(ling)。
在zai不bu采cai用yong局ju部bu聯lian網wang的de車che輛liang中zhong,總zong線xian上shang的de所suo有you節jie點dian都dou將jiang在zai發fa出chu此ci喚huan醒xing請qing求qiu時shi被bei喚huan醒xing,然ran後hou判pan斷duan自zi身shen是shi否fou為wei命ming令ling的de預yu期qi接jie收shou者zhe。當dang一yi個ge節jie點dian確que定ding自zi身shen並bing非fei請qing求qiu接jie收shou者zhe後hou,該gai節jie點dian將jiang恢hui複fu到dao待dai機ji模mo式shi(如果支持)。從功耗的角度來看,這樣效率很低,因為所有節點都會被喚醒以判斷自身是不是信號接收者;如果不是,則會返回到待機或睡眠狀態。
在zai上shang述shu擋dang風feng玻bo璃li雨yu刮gua器qi示shi例li中zhong,局ju部bu聯lian網wang功gong能neng可ke以yi通tong過guo僅jin啟qi用yong目mu標biao電dian機ji的de目mu標biao喚huan醒xing對dui象xiang來lai消xiao除chu這zhe種zhong額e外wai的de喚huan醒xing周zhou期qi。在zai此ci配pei置zhi中zhong,其qi他ta節jie點dian保bao持chi待dai機ji狀zhuang態tai,因yin此ci可ke以yi提ti高gao效xiao率lv並bing降jiang低di功gong耗hao。
當考慮到一輛車可能有超過50個不同的節點時,潛在的節能效果可能會非常可觀。
根據 CAN in Automation(CiA)(CAN協議國際用戶和製造商組織)發布的信息,僅配備15個電子控製單元(ECU)且活動模式下功耗為250mA、選擇性睡眠模式下為50µA的車輛可減少近1g CO2/km。當擴大至50個電子控製單元(ECU)時,此數字可高達3g CO2/km。
如果車輛具有局部聯網功能,依靠這類支持選擇性喚醒功能的CAN收發器將發揮出此配置的全麵優勢。諸如TCAN1145-Q1和TCAN1146-Q1之類的CAN收發器有助於節省功耗和減少排放,並滿足嚴格的業界通用汽車認證要求。TCAN1146-Q1在正常運行中僅消耗1.5mA電流,因此有助於實現這些目標。
許多原始設備製造商(OEM)為wei了le滿man足zu法fa定ding排pai放fang要yao求qiu,都dou在zai配pei置zhi局ju部bu聯lian網wang功gong能neng。這zhe些xie收shou發fa器qi在zai提ti供gong局ju部bu聯lian網wang功gong能neng的de同tong時shi,還hai通tong過guo引yin腳jiao兼jian容rong性xing提ti供gong附fu加jia的de失shi效xiao防fang護hu特te性xing和he製zhi造zao靈ling活huo性xing。
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