基于CAN/LIN总线的全分布式车载网络芯片设计研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mucao_xkhl
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随着汽车娱乐化、智能化、网络化的发展,车载网络技术在汽车电子领域获得广泛应用。CAN总线凭借其高速、高可靠性、接口简单,成为汽车控制领域的主流网络,以CAN总线为主网络,LIN总线为辅助网络的全分布式车载网络架构成为汽车车身控制网络的首选解决方案。本文以CAN、LIN总线构成的全分布网络节点相关的芯片CAN独立总线收发器、LIN独立总线收发器、电源管理芯片为研究对象,在对集成电路电磁兼容性研究的基础上完成了相关芯片的设计开发。本论文主要研究内容如下:  1.通过采用理想器件建模的方法完成了对集成电路基本模块共源放大器、源极跟随器、带隙电压基准、运算放大器等电磁干扰途径和影响效果的分析研究,并总结概述了集成电路常用模块抗电磁干扰优化方法。  2.完成了SIMIT1501独立LIN收发器的设计。通过分析了传统LIN收发器发送器设计在抗电磁干扰方面的不足,提出了基于半反馈的的LIN总线发送器结构,达到了总线信号的斜率控制和驱动管栅端低等效阻抗的目的,实现了芯片低电磁发射和发送器高抗电磁干扰能力;通过对传统接收端比较器输入差分对电磁兼容性的分析,提出了一种基于电流模比较器的低功耗高抗EMI性能的LIN总线接收器电路,并在比较器后增加滤波器,消除数字窄带噪声,达到了抗电磁干扰的目的。  3.完成了CAN总线收发器SIMIT2301的设计。为了提高芯片接收器的抗干扰能力,采用通过电阻网络分压实现的宽共模输入范围和输入差分对源极衰减的宽输入线性范围的高速比较器,同时在输入差分对源端加入低通滤波器增大抗干扰能力;在发送器驱动管栅端采用低等效阻抗的方法提高驱动管的抗干扰能力。为了降低芯片的电磁发射,对驱动管采用总线信号斜率分段控制和互补对称驱动的方法。为了提高电路的可靠性,内部集成了过温保护电路、超时检测电路、总线唤醒模块等。  4.针对汽车电子复杂电磁环境和CAN/LIN总线网络节点工作特性,设计了一款基于LDNMOS导通管的线性稳压器,该稳压器可在7-18V范围内产生稳定的5V电压输出,最大输出电流可达100mA,经过DPI的方法测试至少可以承受Vpp为10V的电磁干扰。
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