CAN（Controller Area Network）總線是一種常用于汽車和工業(yè)控制領域的串行通信協(xié)議。隨著技術的發(fā)展，CAN的變種CAN FD（CAN with Flexible Data-rate）提供了更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。選擇合適的CAN芯片對于確保系統(tǒng)性能至關重要。以下是一份通用的CAN芯片選型指南，旨在幫助工程師根據(jù)不同的應用需求選擇合適的CAN芯片。主要從通信速率、IO電壓、耐壓、總線輸入阻抗、抗單粒子設計等方面進行分析，下表是目前主流國內(nèi)外CANFD芯片性能參數(shù)對比總結(jié)。

國內(nèi)外主流CANFD芯片型號參數(shù)性能對比表

1. 確定通信需求

數(shù)據(jù)速率：首先，需要確定系統(tǒng)的通信速率需求。傳統(tǒng)的CAN協(xié)議最高支持1Mbps的數(shù)據(jù)速率，而CAN FD可以支持更高的速率，最高可達8Mbps。根據(jù)應用場景選擇合適的數(shù)據(jù)速率。

網(wǎng)絡規(guī)模：考慮網(wǎng)絡中的節(jié)點數(shù)量。一些CAN芯片支持更大的網(wǎng)絡規(guī)模，具有更高的輸入阻抗，這有助于在長總線或多節(jié)點網(wǎng)絡上保持信號完整性。

2. 電源和電壓要求

電源電壓：選擇與系統(tǒng)電源電壓兼容的CAN芯片。常見的電源電壓有3.3V和5V，一些芯片可能支持更寬的電壓范圍。

共模電壓：考慮CAN芯片支持的共模電壓范圍，確保它能夠在預期的工作環(huán)境電壓下穩(wěn)定工作。一種是支持12V系統(tǒng)的，用在乘用車上，耐壓<42V；一種是12V和24V系統(tǒng)都支持的，也可以用在商用車上，耐壓58V或者更高。

3. 功能模式

待機模式：如果應用需要低功耗，選擇支持待機模式的CAN芯片。在待機模式下，芯片消耗的電流顯著減少，但仍然能夠監(jiān)聽總線活動并通過喚醒信號恢復到正常工作模式。

睡眠模式：對于需要更低功耗的應用，考慮支持睡眠模式的芯片。在睡眠模式下，芯片幾乎不消耗電流，但需要外部信號或事件來喚醒。

4. 保護和濾波功能

ESD保護：確保CAN芯片具有足夠的ESD（Electrostatic Discharge）保護，以防止靜電放電對芯片造成損害。

總線故障保護：選擇能夠承受特定電壓水平的總線故障保護功能的芯片，以防止總線短路或其他故障對系統(tǒng)造成影響。

信號濾波：如果總線環(huán)境復雜，可能需要選擇具有內(nèi)置信號濾波功能的CAN芯片，以減少噪聲和干擾。

5. 接口和封裝

封裝類型：根據(jù)PCB布局和空間限制選擇合適的封裝類型。常見的封裝包括SOIC、QFN、VSON等。

引腳兼容性：如果需要與現(xiàn)有系統(tǒng)兼容，選擇引腳布局兼容的CAN芯片。

6. 協(xié)議支持

CAN FD支持：如果應用需要CAN FD的高數(shù)據(jù)速率和靈活性，確保選擇的芯片支持CAN FD協(xié)議。

ISO標準：選擇符合ISO 11898-2（CAN）和ISO 11898-5（CAN FD）標準的芯片，以確保與其他設備的兼容性。

7. 抗單粒子軟錯誤

抗單粒子軟錯誤需求：對于商業(yè)航天或高輻射環(huán)境，選擇具有良好抗單粒子軟錯誤性能的芯片，如滿足SEU（單事件效應）和SEL（單事件鎖存）要求的芯片。

抗單粒子軟錯誤的必要性：在輻射環(huán)境中，電子設備可能會遭受高能粒子的撞擊，導致芯片內(nèi)部產(chǎn)生瞬態(tài)電流或電壓，影響芯片的正常工作。因此，對于這類應用，選擇具有抗單粒子軟錯誤的CAN芯片是必要的。這些芯片通常采用特殊的設計和制造工藝，以提高其在輻射環(huán)境下的可靠性和穩(wěn)定性。國內(nèi)僅有極少量CAN芯片可以抗單粒子軟錯誤，國科安芯ASM1042S商業(yè)航天級CANFD芯片具有該特性。

8. 其他考慮因素

工作溫度范圍：根據(jù)應用環(huán)境的溫度變化選擇合適的工作溫度范圍，如工業(yè)級-40-85℃，汽車級-40-125℃。

認證和合規(guī)性：對于汽車或特定工業(yè)應用，選擇符合AEC-Q100或其他相關認證標準的芯片。

供應鏈考慮：考慮芯片的可用性和供應鏈穩(wěn)定性，特別是在全球芯片短缺的情況下。

綜上所述，目前市面上CAN芯片國外型號主要有TJA1042、TJA1043、TJA1044、TCAN1042、TCAN1044等，國內(nèi)主流產(chǎn)品型號有SIT1042、SIT1043、SIT1051、ASM1042等，根據(jù)接口速率、溫度等級選擇滿足要求的具體型號；對于國產(chǎn)化有明確要求的可以選擇芯力特或者國科安芯等國內(nèi)品牌型號，目前已經(jīng)量產(chǎn)，功能和性能上可替代國外型號；對于一些特殊應用場景，比如電磁環(huán)境惡劣對可靠性要求高，對抗單粒子軟錯誤有明確需求，可以嘗試國科安芯ASM1042芯片，該芯片工藝上進行抗單粒子軟錯誤設計，可靠性和抗干擾能力更強。

審核編輯 黃宇