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近日，德州儀器上海公司模擬器件業(yè)務(wù)拓展工程師王勝先生在北京向媒體詳細(xì)介紹了該公司新近推出的業(yè)界首款工業(yè)用隔離式CAN 收發(fā)器。王勝負(fù)責(zé)TI模擬器件在全國工業(yè)市場的推廣應(yīng)用，對市場狀況有著深入了解和認(rèn)識(shí)。 TI新近推出的ISO1050 器件是業(yè)界首款工業(yè)用隔離式CAN 收發(fā)器，集隔離功能和接口功能于一身。CAN是一種應(yīng)用非常廣泛的工業(yè)接口。相對于其他領(lǐng)域（如消費(fèi)或者通信），它在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較多。CAN是控制器局域網(wǎng)的簡稱，是一個(gè)串行網(wǎng)絡(luò)。從網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)形式來看，它是兩線的，近似于差分方式，但同真正意義上的差分不完全一致。 接口產(chǎn)品市場很大。雖然今年有一個(gè)下行低潮，但明年的預(yù)計(jì)還是非常好。TI提供所有接口類產(chǎn)品，包括電信、網(wǎng)絡(luò)、工業(yè)，甚至是醫(yī)療應(yīng)用。TI不管從哪個(gè)角度、哪個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域來看，都可以提供非常完善的產(chǎn)品系列。雖然接口類產(chǎn)品競爭激烈，但TI的市場份額仍能達(dá)到五分之一以上。TI接口產(chǎn)品的應(yīng)用范圍如下圖所示。 ISO1050主要用于工業(yè)應(yīng)用。工業(yè)應(yīng)用里最重要的指標(biāo)就是性能和穩(wěn)定性。ISO1050在這兩方面的表現(xiàn)都是優(yōu)異的。 此前TI曾推出了一款隔離芯片，它只用做隔離，這就是ISO72XX系列。與ISO72XX不同，ISO1050同時(shí)還是一個(gè)CAN接口。下圖是ISO1050的應(yīng)用原理圖。ISO1050放在CAN總線上，上面可以放很多的節(jié)點(diǎn)。485接口也類似。通常情況下，如果不是具有隔離功能的芯片而只是一個(gè)接口進(jìn)行轉(zhuǎn)換的話，都會(huì)有一個(gè)具有隔離功能的芯片存在。例如，通常485后端要有隔離保護(hù)。原因很簡單，因?yàn)檫@些總線是應(yīng)用在工業(yè)現(xiàn)場的。工業(yè)現(xiàn)場的條件和電氣特性環(huán)境是非常復(fù)雜的。同時(shí)，導(dǎo)線是接到不同設(shè)備上去的，必須有隔離保護(hù)功能的器件存在，才能保證總線端和主控端是斷開的。 ISO1050基本實(shí)現(xiàn)兩個(gè)作用：一個(gè)是實(shí)現(xiàn)CAN接口類的電氣特性控制，另外一個(gè)是把隔離的器件結(jié)合在一起。之前至少要兩片芯片才能完成同樣的功能，現(xiàn)在ISO1050可以用一片來實(shí)現(xiàn)。除了隔離的CAN以外，之前TI也推出很多產(chǎn)品，如隔離的485。485和CAN是工業(yè)應(yīng)用比較多的串行總線方式，都需要有一個(gè)隔離技術(shù)芯片，這是系統(tǒng)級的應(yīng)用場合。 傳統(tǒng)的隔離基本有兩大類：一類是光隔離，通過光來傳遞，沒有電線直接連接；一類是磁隔離，簡單地說就是用兩個(gè)線圈通過磁場的組合傳遞信息，同時(shí)沒有電氣特性的物理連接。 光耦從嚴(yán)格芯片意義上講不能稱作芯片，因?yàn)樾酒旧砭褪嵌趸柽@些基本物質(zhì)組成。所有光耦都是把光碰撞在一起，形成光的傳遞，這是廣義上的芯片。TI這個(gè)產(chǎn)品完全是靠CMOS工藝建立起隔離特性。 TI的隔離技術(shù)與前面兩種截然不同。它是一種電容式隔離。最關(guān)鍵的是隔離柵的一部分是二氧化硅。這種介質(zhì)的耐壓能力，比上面兩種要大幾倍以上，大約每微米2400到2500伏。ISO1050本身管腳的靜電保護(hù)都可以達(dá)到4000伏以上。另外，電容式隔離相對于磁場式隔離最大的好處在于它的電磁干擾會(huì)很低。還有，TI器件的速度可以很高，最高可以達(dá)到250byte/s。 通過光耦來實(shí)現(xiàn)隔離需要很多其他元件。磁耦也是這樣。從板級設(shè)計(jì)來看，板面有限制，而且多一個(gè)器件就多一個(gè)誤差的可能性，多一個(gè)不可靠因素。 另外，從CAN本身的傳輸特性來看，CAN的基本特性是一根總線上放很多接口，是多主方式，每一個(gè)接口都可以當(dāng)作主來發(fā)送接收。所以每個(gè)接口本身的反應(yīng)時(shí)間，會(huì)影響到整個(gè)總線的反應(yīng)速度。傳統(tǒng)方式下需要一個(gè)隔離芯片外加一個(gè)接口芯片。ISO1050只是一個(gè)芯片。一個(gè)芯片的響應(yīng)時(shí)間比兩個(gè)要快，大從而大提高了總線的反應(yīng)速度。 ISO1050節(jié)約了板上的芯片數(shù)量、器件數(shù)量，可以減少板面的占用面積，可以節(jié)省三分之一的板面空間。另外，兩個(gè)芯片的功耗通常情況下要比一個(gè)大。就CAN隔離來看，也是如此。ISO1050和這兩個(gè)加起來比，大概節(jié)約了將近40%、38%的功耗。 整個(gè)環(huán)路響應(yīng)時(shí)間，會(huì)影響到整個(gè)CAN總線的傳遞速度。影響傳輸速度還有另外一個(gè)重要指標(biāo)，就是線一長，會(huì)帶來幾個(gè)影響速度的因素。一是數(shù)字信號(hào)上升延、下降延會(huì)變得很緩。另外，本身介質(zhì)也會(huì)有傳輸延遲。這些因素加在一起，都會(huì)影響到總線的響應(yīng)時(shí)間。 CAN總線有兩個(gè)狀態(tài)，一個(gè)是顯性狀態(tài)，一個(gè)是隱性狀態(tài)。CAN總線是兩根線，一個(gè)是CAN高，一個(gè)是CAN低。CAN在空閑狀態(tài)時(shí)，兩根線電壓相同，大概是2.5V左右，這是所謂的隱性狀態(tài)。在顯性狀態(tài)，H線變成了3.5V，L線變成了1.5V，但它體現(xiàn)出來的邏輯電平是0。這個(gè)0、1的變化，就是傳輸速度的體現(xiàn)。從隱形狀態(tài)到達(dá)顯性狀態(tài)，需要一定的時(shí)間，反過來是這樣的。ISO1050的切換每個(gè)時(shí)間段大概只有430納秒，比傳統(tǒng)方案節(jié)約了30%左右的時(shí)間。這就會(huì)體現(xiàn)在傳輸上速度壓力大大降低，總線的長度可以拉出很長。這是我們的優(yōu)點(diǎn)之一。 隔離的電磁環(huán)境也叫電磁干擾、電磁輻射。下圖顯示，ISO1050產(chǎn)生的電磁干擾大大降低，接近同類產(chǎn)品的二分之一到三分之一。在工業(yè)領(lǐng)域環(huán)境敏感的情況下，這種特性非常重要。 ISO1050作為CAN接口本身，因?yàn)橥瑫r(shí)具有隔離功能，所以會(huì)減少芯片的數(shù)量、降低空間、降低功耗，同時(shí)成本方面很有競爭優(yōu)勢。 |
| ????????? |
| 樓上有何疑問？ |
| 低速傳輸可不可以，比如5Kbps或10Kbps |
| TI器件的速度可以很高，最高可以達(dá)到250byte/s。？？？？ |
| 謝謝 |
