通用CAN芯片选型指南

CAN（Controller Area Network）总线是一种常用于汽车和工业控制领域的串行通信协议。随着技术的发展，CAN的变种CAN FD（CAN with Flexible Data-rate）提供了更高的数据传输速率。选择合适的CAN芯片对于确保系统性能至关重要。以下是一份通用的CAN芯片选型指南，旨在帮助工程师根据不同的应用需求选择合适的CAN芯片。

1. 确定通信需求

数据速率：首先，需要确定系统的通信速率需求。传统的CAN协议最高支持1Mbps的数据速率，而CAN FD可以支持更高的速率，最高可达8Mbps。根据应用场景选择合适的数据速率。

网络规模：考虑网络中的节点数量。一些CAN芯片支持更大的网络规模，具有更高的输入阻抗，这有助于在长总线或多节点网络上保持信号完整性。

2. 电源和电压要求

电源电压：选择与系统电源电压兼容的CAN芯片。常见的电源电压有3.3V和5V，一些芯片可能支持更宽的电压范围。

共模电压：考虑CAN芯片支持的共模电压范围，确保它能够在预期的工作环境电压下稳定工作。一种是支持12V系统的，用在乘用车上，耐压<42V；一种是12V和24V系统都支持的，也可以用在商用车上，耐压58V或者更高。

3. 功能模式

待机模式：如果应用需要低功耗，选择支持待机模式的CAN芯片。在待机模式下，芯片消耗的电流显著减少，但仍然能够监听总线活动并通过唤醒信号恢复到正常工作模式。

睡眠模式：对于需要更低功耗的应用，考虑支持睡眠模式的芯片。在睡眠模式下，芯片几乎不消耗电流，但需要外部信号或事件来唤醒。

4. 保护和滤波功能

ESD保护：确保CAN芯片具有足够的ESD（Electrostatic Discharge）保护，以防止静电放电对芯片造成损害。

总线故障保护：选择能够承受特定电压水平的总线故障保护功能的芯片，以防止总线短路或其他故障对系统造成影响。

信号滤波：如果总线环境复杂，可能需要选择具有内置信号滤波功能的CAN芯片，以减少噪声和干扰。

5. 接口和封装

封装类型：根据PCB布局和空间限制选择合适的封装类型。常见的封装包括SOIC、QFN、VSON等。

引脚兼容性：如果需要与现有系统兼容，选择引脚布局兼容的CAN芯片。

6. 协议支持

CAN FD支持：如果应用需要CAN FD的高数据速率和灵活性，确保选择的芯片支持CAN FD协议。

ISO标准：选择符合ISO 11898-2（CAN）和ISO 11898-5（CAN FD）标准的芯片，以确保与其他设备的兼容性。

7. 抗单粒子软错误

抗单粒子软错误需求：对于商业航天或高辐射环境，选择具有良好抗单粒子软错误性能的芯片，如满足SEU（单事件效应）和SEL（单事件锁存）要求的芯片。

抗单粒子软错误的必要性：在辐射环境中，电子设备可能会遭受高能粒子的撞击，导致芯片内部产生瞬态电流或电压，影响芯片的正常工作。因此，对于这类应用，选择具有抗单粒子软错误的CAN芯片是必要的。这些芯片通常采用特殊的设计和制造工艺，以提高其在辐射环境下的可靠性和稳定性。国内仅有极少量CAN芯片可以抗单粒子软错误，国科安芯ASM1042S商业航天级CANFD芯片具有该特性。

8. 其他考虑因素

工作温度范围：根据应用环境的温度变化选择合适的工作温度范围，如工业级-40-85℃，汽车级-40-125℃。

认证和合规性：对于汽车或特定工业应用，选择符合AEC-Q100或其他相关认证标准的芯片。

供应链考虑：考虑芯片的可用性和供应链稳定性，特别是在全球芯片短缺的情况下。

综上所述，目前市面上CAN芯片国外型号主要有TJA1042、TJA1043、TJA1044、TCAN1042、TCAN1044等，国内主流产品型号有SIT1042、SIT1043、SIT1051、ASM1042等，根据接口速率、温度等级选择满足要求的具体型号；对于国产化有明确要求的可以选择芯力特或者国科安芯等国内品牌型号，目前已经量产，功能和性能上可替代国外型号；对于一些特殊应用场景，比如电磁环境恶劣对可靠性要求高，对抗单粒子软错误有明确需求，可以尝试国科安芯ASM1042芯片，该芯片工艺上进行抗单粒子软错误设计，可靠性和抗干扰能力更强。

审核编辑 黄宇