利用恩智浦LIN收发器，为MCU建立可扩展的网络！

 

 

LIN总线系统是一种低成本的单线制方案，因此在车身领域得到越来越多的应用并不令人感到惊讶。典型的LIN应用 (如座椅控制、照明和方向盘) 正在催生更多对更小材料开销和更低系统成本的需求。

 

恩智浦最新的智能QUAD LIN收发器SJA1124为汽车电子控制单元 (ECU) 提供了一种将LIN总线连接到MCU的创新方法，以满足上述需求。

 

随着LIN总线的广泛使用，每个应用的LIN通道数量也在增加。与LIN节点的数量增加不同的是，这些应用的空间和物料清单通常会缩减以节省成本。恩智浦SJA1124 QUAD LIN收发器，具有集成的指令终端、LIN控制器和SPI转LIN网桥。这些功能为应用网络和MCU选项提供可扩展性和灵活性，带来多种优势。

 

降低物料清单和成本

 

 

传统的LIN指令终端由附加的分立组件构成，例如一个或两个上拉电阻和一个二极管。也就是说，一个四通道LIN指令应用最多需要八个上拉电阻和四个二极管，将占用大量的板上空间。

 

图1为传统的LIN指令终端布局。为了减轻客户负担，恩智浦的T/SJA1124集成了LIN指令终止功能，并集成了高边开关来防止LIN接地短路。图2显示了恩智浦的T/SJA1124如何作为LIN指令工作，并由于内置指令的终止而保存物料清单。

 

图1：常规LIN指令终止的示例

 

获得更多灵活性和可扩展性

 

 

需要的IO引脚较少：每个LIN通道至少需要两个引脚：TXD (传输引脚) 和RXD (接收引脚)。此外，可能需要一个或多个模式控制引脚，以将LIN收发器模式从低功耗模式切换到正常模式，反之亦然。因此，对于具有多个LIN通道的应用，所需引脚的数量至少会增加2倍。对于八通道LIN应用，需要超过16个引脚。如果MCU引脚数已经很关键，则多LIN通道所需的大量引脚可能会迫使选择具有更多引脚且更昂贵的MCU版本(如有)，但并非总是如此。这导致BOM以及系统成本显著增加。

 

内置LIN控制器：作为片上外设的一部分，内置LIN协议控制器的可用数量通常取决于MCU系列的性能等级。也就是说，性能等级越低，MCU内集成的LIN控制器就越少。在多数LIN应用(如座椅开关、窗户和车顶控制)中，MCU通常是低端的，引脚数和LIN控制器有限。

 

图2：内置LIN指令终止的示例

 

集成LIN控制器和SPI-LIN高效通信

 

 

如果LIN协议控制器可以移入LIN收发器怎么办？将LIN协议控制器集成到LIN收发器设备中，可以消除MCU和LIN收发器之间的TXD和RXD信号。相反，可以使用外设的标准MCU接口，例如SPI。像恩智浦的SJA1124一样，这种LIN设备一侧具有SPI，而另一侧具有LIN总线接口，被称为“SPI转LIN网桥”。

 

通过恩智浦SJA1124的集成LIN协议控制器和SPI转LIN网桥，客户可以随意使用任意数量的LIN通道，并选择任何连接的MCU。下图3举例说明在多个SJA1124应用中如何使用SPI转LIN网桥。

 

了解完整的概述，请下载SJA1124白皮书。

 

LIN数据通信通过SPI实现，恩智浦SJA1124将SPI输入收到的传输数据流转换成LIN总线上的LIN命令帧。LIN总线上的数据流可以通过SPI读取。完整的LIN帧可以在一个SPI操作中传输。如图3中的示例所示，8个LIN通道可以使用两个SJA1124来构建。在这种配置下，SPI通信只需要5个MCU引脚 (时钟、数据输入、数据输出、芯片选择1和芯片选择2)，而传统LIN设备则需要超过16个引脚。

 

图3：两个SJA1124应用示例

 

将SPI转LIN网桥作为多个LIN通道的MCU接口可以将重点放在SPI性能上，因为它可能会成为LIN数据流的挑战。换句话说，SPI运行时可能是限制数据吞吐量的因素。但是，SPI运行时取决于特定硬件 (MCU和SPI转LIN网桥) 和软件实现 (SPI处理程序/驱动程序)。通过MCU的SPI接口和软件实现，可以更好地管理这种挑战。

 

综上所述，恩智浦SJA1124为任何MCU处理大量LIN指令通道提供了很好的解决方案。它提供了更灵活、更可扩展的可节省成本和空间的解决方案。

 

本文作者

Rainer Evers是一名恩智浦的系统工程师，拥有20多年的半导体行业从业经验。在职业生涯中，他曾效力于恩智浦半导体和其前身飞利浦半导体，主要致力于研究汽车CAN、LIN和以太网收发器。担任职务期间，他负责定义收发器产品，并作为专家代表恩智浦在ISO和SAE参与LIN标准化。

本文作者

Weibo Qiu是恩智浦的产品市场经理，负责LIN产品组合及市场营销工作。在担任LIN的营销职务之前，Weibo还花了一年在汽车雷达研发小组工作，专门研究雷达传播模拟。Weibo拥有埃因霍温理工大学 (TU Eindhoven) 和柏林工大(TU Berlin)的嵌入式系统硕士学位。

 

 

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