可降低系統級功耗的CAN Transceiver
- 尤嘉禾／台北
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隨著汽車法規的演進，新出廠的汽車需要強制具備某些安全系統，例如: 日間行車燈DRL （Daytime Running Lamp），歐盟地區於2011年規定日間行車燈成為標準配備，2012年起擴展到巴士及貨車等商用車輛安裝日間行車燈[1]。台灣則規定於2017年起新出廠的摩托車、2018年起新出廠的小型車，以及2019年起新出廠的大型車需具備日間行車燈[2]。
這些安全系統能提升安全性，但同時也會增加功耗。另外，電動車目前是透過充電樁或換電站的方式補充續航能量，在某些沒有市電供應的偏遠地區或不易建設充電樁／換電站的地區，還是可能會讓電動車駕乘者產生續航焦慮。有鑒於以上，在汽車電路設計中如何減少功耗已經是目前以及未來重要的議題。
CAN Transceiver （收發器） 如何讓ECU省電
Controller Area Network，簡稱CAN或者CAN bus （總線），是一種功能豐富用於連接ECU （Electronic Control Unit）的多主機串行匯流排標準，現今的汽車ECU數量可能多達100個以上[3]，如果這些ECU能有效的省電，將可節省許多功耗。在ECU裡CAN Transceiver作為連接MCU （Microcontroller）與CAN bus （CANH/CANL）的橋樑，可藉由操作模式的切換來達成省電的效果。
以晶焱科技的AZKN9355N為例（可參考Figure 1. 典型應用電路），在操作模式上（可參考Table 1.），可利用Standby Mode或Sleep Mode進行省電。Standby Mode是第一級別的省電模式，在Standby Mode由於INH是High，外部兩顆Power Regulators為正常工作狀態、Vcc & VIO為正常工作狀態，所以MCU還是開啟的狀態，但AZKN9355N的Driver以及High-Speed Receiver都是關閉的，以此降低CAN Transceiver本身的功耗。
Sleep Mode則是第二級別的進階省電模式，在Sleep Mode之下由於INH是High-Z，外部兩顆Power Regulators為關閉 （可選用Enable Pin Floating時為關閉的Power Regulator或外加下拉電阻）、Vcc & VIO可以被關閉，所以MCU可以被關閉，且此模式之下AZKN9355N的Driver以及High-Speed Receiver一樣都是關閉的，由此可知，除了CAN Transceiver本身以外、外部兩顆Power Regulators以及MCU皆可被關閉，以此降低系統級功耗。
除了上述的模式切換來達成省電，AZKN9355N的VIO也支援1.8V~5V的MCU，讓使用者可以靈活選用更省電的MCU。在實際應用方面，與車用客戶的訪談中我們得知有些車廠針對雷達（例如：艙內毫米波雷達、前／後角毫米波雷達）、一體化顯示方案FIDM （Fully Integrated Display Module）、以及空調控制板…等，皆有提出ECU靜態電流要低於100uA的要求，要使用具有Sleep Mode的CAN Transceiver才能滿足此低功耗的需求。
靜電／誤觸電壓防護與高速傳輸
在研發調試或車輛故障維修時CAN bus免不了會有外露或與施工人員接觸的可能性，在ESD靜電耐受方面，AZKN9355N的CANH/CANL具有系統級IEC 61000-4-2 ±8kV （Contact）/ ±10kV （Air）的水準。另外，在誤觸電壓（Fault Voltage）防護方面，CANH/CANL具有±42 V的水準，可耐受較高直流電壓短路（例如: 維修時施工人員可能將CANH/CANL誤觸12V電瓶）。Data Rate方面，其具有TX-based SIC （Signal Improvement Capability），可透過內部電路適當控制總線阻抗匹配，來減少複雜網路拓樸下可能造成的訊號反射現象，Data Rate可從一般的CAN FD 5Mbps提高至8Mbps。（規格可參考Table 2.）
如上所述，因應汽車法規的演進，越來越多的汽車安全系統需要出廠就強制具備，進而導致功耗的上升，如何減少功耗已經是目前以及未來重要的議題，有鑑於此，晶焱科技能提供同時具備優秀省電 （具有Standby Mode & Sleep Mode兩種省電模式）、高可靠（具有總線系統級IEC靜電和直流誤觸電壓防護）以及高速（8Mbps）的SIC CAN Transceiver AZKN9355N，若有相關需求，歡迎您的洽詢。Reference:[1]、 Reference:[2]、Reference:[3]
