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利用CAN收发器SN65HVD1050提高CAN网络的安全性

作者: 时间:2012-12-06 来源:网络 收藏


如果在设计与测试时没有考虑抑制耦合噪声,那么它将受到噪声的影响,并把噪声信号误当作总线上的数据,向控制器发送错误的、毫无意义的数据。

TI的HVD1050经过专门的设计与测试,能够抑制很宽共模工作范围内(-12V至+12V)的噪声。差分接收机的抑制耦合噪声能力很强,这充分说明它的电子与机械设计非常细致,使输入得到了尽可能理想的匹配。

ESD的产生有四种方式:一是带电体接触 IC;二是带电 IC 接触接地平面;三是带电机器接触IC;四是静电场产生很高的电介质感应电压而损坏IC。显然,ESD的标称值高不但意味着收发器很鲁棒,而且也说明电路设计很鲁棒。

市场上其它同类只能提供4kV的ESD保护,而CAN收发器HVD1050在依照JEDEC 22 A114-B人体模型(HBM)规范进行测试时,可达到8kV的ESD标称值。由于具有很高的ESD保护性能,HVD1050比其它厂商早期推出的收发器更适用于条件恶劣的电子环境。

图2:VOC(PP) 的定义和测试电路图。

故障容限

如果故障节点在总线持续放置一个支配位(dominant bit),则CAN总线操作器有时会报告所有总线通信都停止。这种情况之所以发生,要么是因为控制器发生故障,要么是因为收发器输入(TXD)引脚与相邻接地(GND)引脚出现了线路断开、焊球焊接断开或金属薄片短路等随机性问题。

HVD1050中的支配超时(dominant-time-out)电路可避免驱动器因软硬件故障而阻碍网络通信。TXD上的下降沿会触发超时电路。如果电路超时常量所设定的时间已过,而上升沿还没有出现,那么驱动器的输出将被禁用,从而使总线脱离胶着支配(stuck dominant)状态。一旦故障解决,TXD的下一个上升沿使电路复位。

在许多CAN应用中,总线线缆极性反转、线缆意外破损、总线至电源及接地之间的线路突然短路等现象经常发生。为避免24V工业总线在实际工作环境下出现上述问题,HVD1050提供从-27V至+40V的短路保护。短路保护可持续任意长时间,以确保设备在故障排除后仍能继续正常工作。

HVD1050的热关断电路还可以提供更多保护功能。如果总线短路,出现过电流,那么HVD1050在过热情况下将自动关闭器件,以避免损坏内部电路系统。

热插拔、电源周期与无干扰输出

如果往网络增加额外组件,那么通常需要关闭整个网络,以免出现代价昂贵的系统故障。因此,操作系统的热插拔功能对许多CAN应用都大有裨益。

将不上电的模块直接插入上电的系统中,就是所谓的“热插拔”。这要求收发器输出在器件从不上电转为上电状态的过程中保持稳定,以便不影响到正在进行的网络通信。

目前市场上的众多CAN收发器在不上电时的输出阻抗都很低,这使得器件能接收总线上的所有信号,从而导致所有数据传输中断。

为避免出现上述问题,HVD1050的总线引脚在内部被偏置为高阻抗隐性状态,这样就能将上电看成已知的隐性状况,而不会干扰总线正在进行的通信,此外还能在电路上电、断电的时候始终保持总线的完整性。总之,由于具有上述特性,HVD1050能大幅提高所有CAN应用的操作安全性。

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