高速CAN收发器SIT1043在汽车ECU中的应用

ECU是全称ElectronicControl Unit的缩写，即电子节点控制单元，泛指汽车上所有电子控制系统。随着新能源及自动驾驶汽车车上电子元件的日益增多,线路也越来越复杂，现在汽车上多个ECU之间的数据交换是通过CAN总线连接起来的,通过它将整车的ECU形成一个网络系统。当汽车启动时，如果所有ECU都正常工作会导致电池的无用消耗。为了更好的去利用整车的能源，防止出现不必要的电池能量浪费，CAN网络管理可以很好的解决此类问题，最大可能的高效利用整车电池能源，节约用车成本，延长车载电池使用寿命。我们了解ECU按照唤醒方式，可以将ECU网络节点类型划分为两大类：ECU本地唤醒与ECU CAN总线远程唤醒：

01本地唤醒：唤醒源来源于自身模块，比如常说的KL15硬线唤醒或者硬件感知唤醒等；这种唤醒的特点：ECU始终保持After-Running状态，当检测到本地唤醒源之后，主控器器就会开启CAN网络通信；02远程唤醒：

唤醒源来源于自身ECU节点所在的网络报文，该节点可以处于完全睡眠状态，一般无能量消耗。这种唤醒的特点：只有当CAN收发器监控到总线电平变化或者特定报文时，就会接通CAN芯片INH引脚控制LDO给到主控芯片上电，从而唤醒ECU节点。芯力特公司的SIT1043 CAN收发器兼容以上两种唤醒功能，下面我们来对SIT1043做个简单的介绍。

一SIT1043 CAN收发器介绍

1、SIT1043功能概述

SIT1043是一款高速CAN收发器，可在控制器局域网(CAN)协议控制器和物理双线式CAN总线之间提供接口。SIT1043属于芯力特公司的第三代高速CAN收发器，相比第一代SIT1040和第二代SIT1042器件，有明显的改进。SIT1043实现了当前ISO1189-2：2016标准中定义的CAN物理层，包括CAN FD最新规定了用于定义循环延迟对称性的新增时序参数。其提供改进的电磁兼容性(EMC)性能、极低的功耗和电源电压关闭时的无源性能。其功能还包括：

❶低功耗电源管理控制整个节点的电源，支持本地和远程唤醒并具有唤醒源识别功能；

❷多种保护和诊断功能，包括总线线路短路检测和电池连接检测；

❸可以直接连接到电源电压为3V至5V的微控制器。

如果要求包含需要节点随时待命（即使内部VIO和VCC电源已关闭）的高速CAN网络，尤其用于电池供电系统，管理这些功能使SIT1043成为理想的选择。

2、SIT1043封装及引脚说明

图1：SIT1043两种封装图

图2：SIT1043引脚功能说明图

3、SIT1043芯片特性

图3：SIT1043特性图

4、SIT1043低功耗模式

图4：SIT1043五种低功耗模式及功耗

5、SIT1043故障诊断及标志位

图5：SIT1043标志位及对应的故障指示图

6、SIT1043典型控制应用

图6：SIT1043典型5V与3.3V系统控制应用图

二、SIT1043 CAN收发器在汽车 ECU中的典型应用

ECU最常见的有：EMS（Engine Mangement System）发动机管理系统，TCU（Transmision Control Unit）自动变速箱控制单元，BCM（Body Control Module）车身控制模块，ESP（Electronic Stability Program）车身电子稳定控制系统，BMS（Battery Management System）电池管理系统，VCU（Vehicle Control Unit）整车控制器等。随着ECU控制范围已经扩张到巡航控制、灯光控制 、安全气囊控制 ,悬架控制、燃油加热控制、排气控制、制动控制、EGR和增压压力控制等等。下面我们来介绍SIT1043在车门控制模块中的应用。在汽车车门模块设计中，其技术需求： ❶有限布板空间中的高性能电子设备； ❷超少的传导发射和辐射发射； ❸驱动高电流负载的同时实现低功率耗散； ❹全面诊断识别故障。 在下图7中，我们选用SIT1043 CAN收发器来进行系统功耗控制管理。当车门ECU节点在一定时间内没有传感器故障告警，外部开关量也没有输入且CAN总线为空闲状态时，MCU可控制SIT1043的EN=H；STB=L；使能SIT1043进入睡眠模式，SIT1043进入睡眠模式时，内部模式控制电路将SIT1043自动切换到由VBAT 供电。当SIT1043进入睡眠模式后，SIT1043的INH引脚默认为高阻态，此时通过外部电路的下拉电阻使能LDO的EN=L，从而关断LDO的+5V电源输出，系统进一步关闭MCU供电，使车门ECU节点系统功耗达到最低。当车门ECU节点有传感器故障有告警，或外部开关量有输入或CAN总线有数据通信时，SIT1043 CAN芯片被唤醒，同时SIT1043的INH引脚输出高电平，使能LDO的EN=1，这时开启系统+5V给MCU与SIT1043正常上电。MCU正常上电初始化后，可根据系统数据采集判断处理，来控制SIT1043的各种工作模式。通过这种系统节电模式管理，实现系统无工作时只有CAN通信与开关中断部分电路低功耗监听，其它电路电源全部关闭，从而实现大大降低系统功耗，减少电池能量损耗。在系统MCU正常运行时，MCU可通过SIT1043此时对应引脚输出电平与执行的操作（具体参考图5），获取当前工作状态标志位，确定CAN网络的工作状态，记录并锁定CAN节点的故障原因，便于系统故障诊断分析。

图7：汽车车门电路控制系统框图

审核编辑：郭婷