Autóipari beágyazott rendszerek CAN hardver

Scherer Balázs, Tóth Csaba:

Autóipari beágyazott rendszerek CAN hardver Előadásvázlat Kézirat Csak belső használatra! 2012.02.19. © SchB, TCs BME MIT 2012.

Csak belső használatra!

Autóipari beágyazott rendszerek – CAN HW - 1

Egy CAN hálózat

Akkumulátor (+12 V)

Fesz.stabilizátor

Szenzor

Beavatkozó

Mikrovezérlő + CAN vezérlő CAN transceiver

GND

CAN_L CAN_H

ECU

ECU

RT © SchB, TCs BME MIT 2012.

ECU

ECU

RT Csak belső használatra!


CAN transciever


Fesz.stabilizátor

Szenzor

Beavatkozó


GND

CAN_L CAN_H

ECU

ECU


ECU

ECU



CAN fizikai réteg típusok

© SchB, TCs BME MIT 2012.



Normál high speed változat – TJA 1050 • Fejlődések – Megjelent az 5V-os mellett a 3.3V-os is (input oldalon) – Jobb EMC kompatibilitás (a jelalak formázására több figyelmet szentelnek) – Jobb zavarvédettség kikapcsolt módban – Kontrollált idejű domináns állapot Vcc/2

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/TJA1050.pdf




(Silent mode)

(5V / 3.3V)

(5V / 3.3V)

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/TJA1050.pdf © SchB, TCs BME MIT 2012. Csak belső használatra!

Vcc/2


http://www.nxp.com/documents/data_sheet/TJA1050.pdf




Split termination

http://www.nxp.com/documents/application_note/AN00020.pdf




Common mode choke + ESD protection ESD védelem (15 kV) Közel legyen a csatlakozóhoz!

Közösjel-elnyomás Közel legyen a transceiverhez! EMC sugárzás csökkentése

http://www.nxp.com/documents/application_note/AN00020.pdf




Low speed fault tolerant transceiver • Védett az egyik vezeték hibája ellen • Max. 125 kbits/sec

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/TJA1054A.pdf






Autóipari beágyazott rendszerek – CAN HW - 11 http://www.nxp.com/documents/data_sheet/TJA1054A.pdf

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/TJA1054A.pdf © SchB, TCs BME MIT 2012.



One wire változat • Védett föld hiba ellen • Kisebb költség • Kisebb fogyasztás






Autóipari beágyazott rendszerek – CAN HW - 14 http://www.nxp.com/documents/data_sheet/AU5790.pdf

http://www.nxp.com/documents/data_sheet/AU5790.pdf




CAN vezérlők


Fesz.stabilizátor

Szenzor

Beavatkozó


GND

CAN_L CAN_H

ECU

ECU


ECU

ECU



CAN vezérlők • 1987 Megjelenik az első működő CAN vezérlő chip. • 1988 Kaphatók a CAN chipek. Példa, 1990.: Philips PCA82C200 – Nincs filter – Nincs error management







Mikrovezérlők tulajdonságai (1980-as évek) • PCs világ: – 1985: Intel 386-os sorozat – 1989: Intel 486-os sorozat

• Mikrovezérlők – 1980: Intel bemutatja a 8051-et. Ez egy 8-bites mikrovezérlő on-board EPROM memóriával – – – – –

A 80-as évek és a 90-es évek elejének legkedveltebb sorozata. 8-bites ALU, adat busz, 16-bites cím busz On-chip RAM - 128 byte On-chip ROM - 4 kByte 4*8 bit bi-directional I/O port UART, 2 db 16-bites Counter/timer




Beágyazott vezérlők fejlődése 1990-2009 1 0,9 0,8 0,7 0,6

1990

0,5

1995

0,4

2000

0,3

2005

0,2

2009

0,1 0

Program memória


Adat memória

Rendszer órajel


Ár


Mikrovezérlők fejlődése




Beágyazott vezérlők fejlődése az autóiparban

Adatszélesség 1985 1990 1995 2000 2005+

8 bit 8 bit 32 bit 32 bit 32 bit


Program memória 8kbyte 64kbyte 256kbyte 512kbyte 2+Mbyte


Adat memória 128 byte 256 byte 2 kbyte 16 kbyte 64+ kbyte

Órajel 4 MHz 8 MHz 20 MHz 40 MHz 100+ MHz


CAN vezérlők fejlődési irányai

• Több funkcióval rendelkező különálló vezérlő • Mikrovezérlőbe integrált CAN vezérlő • Különálló CAN periféria









Különálló CAN vezérlők fejlődése • Példa SJA1000 • • • •

Megnövelt Rx/Tx buffer Acceptance filter Error managament logic Párhuzamos (drága ~3$)

• A Vector cég ezt használta.







SJA1000 alkalmazása NXP Application Note AN97076 (http://www.nxp.com/products/other/controllers/can_protocol_controllers/SJA1000.html)




MCP2515 soros CAN vezérlő • 2000-ben jelent meg, azóta a piacon van. • 1.3$ • Tulajdonságai, mint az SJA1000-nak. • 2000 óta nincs új chip a piacon ebben a kategóriában.







Az MCP2515 soros CAN vezérlő belseje I.

Protocol Engine © SchB, TCs BME MIT 2012.



Az MCP2515 soros CAN vezérlő belseje II. Buffers









Mikrovezérlőbe integrált CAN vezérlők fejlődése 1991, P8xC592 – 16 kbyte on-chip ROM – 2 x 256 byte on-chip RAM – CAN-controller – Csak 11 bites ID – Nincs üzenetszűrés – DMA lehetőség a belső RAM-ba




P8xC592 http://www.nxp.com/documents/data_sheet/P8XC592.pdf




http://www.nxp.com/documents/data_sheet/P8XC592.pdf




P8xC592 terheltsége CAN forgalom függvényében • CPU load (16 MHz-es clk)




Modern mikrovezérlő-családok • Alapfelszereltség a CAN – 32 bites mikrovezérlők 70% – 8 bites vezérlők: a lábszám miatt általában külön sorozatok Arimetik a 8 bit 8 bit

Flash 8k 32k

LPC2368 LPC2919

32bit 32bit

SJA251x

32bit

Tipusszám AT90CAN88 Automotive AT90CAN32 Automotive


SRAM 1k 2k

F. max (MHz) 16 16

Max I/o pins 23 53

512k 768k

58k 80k

72 80

70 108

768

64k

90

80-174


Ár (100db Periféria $) 8xPWM 1 LIN, CAN 2,20 8xPWM 1 CAN, 2 LIN 6,40 USB 2.0 10/100 ETH 2xCAN 6xPWM 6.95 2 CAN, 2 LIN ~9 6 CAN, 8 LIN, 2 Flexray, 6-24 ~10


Egy modern mikrovezérlő belső CAN blokkja • STMF107 – 2 CAN csatorna – 28 szűrő bank – TTCAN támogatás












CAN perifériák – Microchip-család • MCP25055: $2,8 • „Egyszerű” CAN-es I/O bővítők – Digitális I/O – Analóg bemenet – PWM generálás

• CAN üzenetküldés – Ütemezett (periodikus) üzenetküldés – I/O lábon élváltás hatására – Analóg lábon komparálási szint átlépésre © SchB, TCs BME MIT 2012.



CAN perifériák – Példa: MCP2505x




Autóipari beágyazott rendszerek CAN hardver

Recommend Documents