Atmel ATA6628/ATA6630：LIN总线收发器的卓越之选

在汽车电子和其他低速率数据通信领域，LIN（Local Interconnect Network）总线凭借其成本低、结构简单的特点得到了广泛应用。Atmel公司推出的ATA6628和ATA6630 LIN总线收发器，为LIN总线系统的设计提供了强大而可靠的解决方案。今天，我们就来深入了解这两款芯片的特性、功能及应用。

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一、产品概述

Atmel ATA6628和ATA6630是高度集成的LIN收发器，符合LIN 2.0、2.1和SAEJ2602 - 2规范。它们的主要区别在于电压调节器的输出电压：ATA6628提供3.3V/85mA的输出，而ATA6630则提供5V/85mA的输出。这两款芯片具备低功耗、高性能和高可靠性等优点，适用于汽车中的便利性电子设备等低速率数据通信场景。

二、产品特性亮点

1. 工作模式灵活

支持主从操作模式，能适应不同的LIN总线网络拓扑结构。无论是作为主节点发起通信，还是作为从节点响应指令，都能稳定工作。

2. 宽电压范围

• 供电电压最高可达40V，工作电压范围为 (V_{S}=5V) 至27V，能适应复杂的电源环境。
• 睡眠模式下典型供电电流仅为10µA，静默模式下典型供电电流为35µA，有效降低了功耗。

  3. 强大的电压调节功能

• 内置线性低压差电压调节器，具备85mA的电流输出能力。ATA6628的 (V{CC}=3.3V pm 2%)，ATA6630的 (V{CC}=5.0V pm 2%)，能为微控制器和其他IC提供稳定的电源。
• 睡眠模式下，(V_{CC}) 会被关闭，进一步节省功耗。

  4. 可靠的保护机制

• 具备 (V_{CC}) 欠压检测（4ms复位时间）和看门狗复位功能，通过开漏输出NRES进行逻辑组合，确保系统的稳定性。
• 总线引脚具备过温和短路保护功能，能有效防止因异常情况对芯片造成损坏。

  5. 高速通信能力

  支持高达200kBaud的传输速率，满足高速数据传输的需求。

  6. 电池电压检测

  内置1:6的电压分压器，可用于 (V_{Battery}) 检测，方便对电池状态进行监测。

  7. 唤醒功能多样

  可通过LIN总线、唤醒引脚（WAKE）或点火引脚（KL_15）实现唤醒，提高系统的响应速度。

  8. 出色的EMC和ESD性能

  满足OEM “Hardware Requirements for LIN in Automotive Applications Rev.1.1” 标准，具备良好的抗干扰能力，符合ISO7637的干扰和损坏保护要求，并通过了AEC - Q100认证。

三、引脚配置与功能

ATA6628/ATA6630采用QFN 5mm × 5mm 20引脚封装，各引脚功能明确：	Pin	Symbol	Function
1	VBATT	为电压分压器提供电池供电
2	EN	使设备进入正常模式
3	NTRIG	来自微控制器的低电平看门狗触发输入
4	WAKE	用于本地唤醒请求的高压输入
5	GND	系统接地
6	LIN	LIN总线线路输入/输出
7	RXD	接收数据输出
8	DIV_ON	用于开启内部电压分压器的输入
9	PV	电压分压器输出
10	SP_MODE	使收发器进入高速模式的输入
11	INH	与电池相关的高端开关
12	TXD	发送数据输入
13	NRES	输出欠压和看门狗复位（开漏）
14	WD_OSC	用于调节看门狗定时的外部电阻连接引脚
15	TM	仅用于工厂测试
16	MODE	控制看门狗的开启和关闭
17	KL_15	点火检测（边沿敏感）
18	PVCC	3.3V/5V调节器的检测输入引脚
19	VCC	3.3V/5V调节器输出/驱动引脚
20	VS	电池供电

四、工作模式详解

1. 正常模式

这是正常的收发模式，电压调节器开启，可提供高达85mA的电流。欠压检测功能激活，看门狗需要来自NTRIG的触发信号以避免NRES输出复位信号。若NRES变为低电平，芯片将进入故障安全模式。

2. 静默模式

当TXD为高电平时，EN引脚的下降沿会使芯片进入静默模式。在此模式下，传输路径被禁用，INH输出关闭，电压分压器可通过DIVON引脚激活。LIN引脚与VS引脚之间的内部从端终端电阻被禁用，以降低功耗。当LIN引脚电压低于LIN预唤醒检测电压 (V{LINL}) 时，内部LIN接收器被激活，开始唤醒检测定时器。

3. 睡眠模式

当TXD为低电平时，EN引脚的下降沿会使芯片进入睡眠模式。睡眠模式下，传输路径禁用，INH输出、PV输出和 (V_{CC}) 调节器关闭，NRES和RXD为低电平。同样，LIN引脚与VS引脚之间的内部从端终端电阻被禁用，以减少功耗。当LIN引脚出现特定的电压变化时，可触发远程唤醒请求，使芯片从睡眠模式切换到故障安全模式。

4. 故障安全模式

系统上电时，芯片自动进入故障安全模式。此时，电压调节器开启，NRES输出在 (t_{res}=4ms) 内保持低电平，向微控制器发送复位信号。LIN通信关闭，直到EN引脚变为高电平，芯片才会切换到正常模式。

5. 无供电模式

当电池电压连接到应用电路时，VS引脚电压根据块电容上升。当VS高于VS欠压阈值 (VS{th}) 时，芯片从无供电模式切换到故障安全模式。若VS低于 (VS{th})，芯片则切换回无供电模式。

6. 高速模式

当SPMODE引脚为高电平且芯片处于正常模式时，斜率控制关闭，LIN下降沿的斜率时间 (t{S_{-} Fall}<2µs)，可实现高达200kBaud的高速数据传输，但此模式下无法保证卓越的EMC性能。

五、唤醒场景

1. 远程唤醒

当LIN引脚电压低于LIN预唤醒检测电压 (V{LINL}) 时，内部LIN接收器激活并启动唤醒检测定时器。LIN引脚出现下降沿，随后总线保持主导电平一定时间（(> t{BUS})），再出现上升沿，将触发远程唤醒请求，芯片从静默或睡眠模式切换到故障安全模式。

2. 本地唤醒

• 通过WAKE引脚：WAKE引脚出现下降沿，随后保持低电平一定时间（(>t_{WAKE})），可触发本地唤醒请求，芯片切换到故障安全模式。
• 通过KL_15引脚：KL15引脚出现正边沿，随后保持高电压一定时间（(>t{KL_{-} 15})），可触发本地唤醒请求，芯片切换到故障安全模式。

六、看门狗功能

看门狗期望在 (T{wd}) 时间窗口内从微控制器的NTRIG（负边沿）输入接收到触发信号，触发信号的持续时间必须超过 (t{trigmin}>200ns)。若未收到触发信号，NRES输出将产生复位信号。看门狗的定时基础由内部振荡器提供，其时间周期 (T{OSC1}) 可通过外部电阻 (R{wd_osc})（34kΩ至120kΩ）进行调节。在静默或睡眠模式下，看门狗关闭以降低功耗。

七、电气特性与绝对最大额定值

文档详细列出了ATA6628/ATA6630的电气特性，包括各引脚的电压、电流、电容等参数，以及绝对最大额定值，如供电电压、温度范围等。在设计应用电路时，必须严格遵循这些参数，以确保芯片的正常工作和可靠性。

八、应用建议

1. 电压调节器电容选择

电压调节器需要外部电容进行补偿和平滑处理，建议使用 (C>1.8µF) 的电解电容和 (C = 100nF) 的陶瓷电容，具体电容值可根据应用需求进行调整。

2. 看门狗电阻选择

通过选择合适的外部电阻 (R_{wd_osc})，可以调整看门狗的触发周期，使其满足系统的要求。

3. 保护电路设计

为了提高芯片的抗干扰能力和可靠性，建议在关键引脚（如KL_15、WAKE等）上添加适当的保护电路，如串联电阻和陶瓷电容。

九、总结

Atmel ATA6628/ATA6630 LIN总线收发器以其丰富的功能、低功耗和高可靠性，为LIN总线系统的设计提供了理想的解决方案。无论是在汽车电子还是其他低速率数据通信领域，这两款芯片都能发挥重要作用。作为电子工程师，我们在设计过程中应充分利用其特性，合理配置引脚和参数，确保系统的稳定性和性能。你在使用LIN总线收发器时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。