简化线路配置 两线LIN架构加快汽车联网设计(二)
标准LIN协定要求每个节点必须处理汇流排上每个输入信框ID,此迫使每个从端节点在每个输入资讯时唤醒,与所有权无关。先发送唤醒信框,然后是单一从端节点信框,尽量缩短每个从端节点供电“开启”的时间。这种发送唤醒信框,再发送所有从信框的连续突发的交替方法,将导致从端节点保持唤醒的时间比所需要长,结果是整体系统负载电流增加,而此为应该避免的状况。
启动两线LIN网路 电压调节器挑大樑
只要供给从端节点的供应电压无降至ATA6617电压调节器的最低输入电压5.5伏特之下,即可实施多从端节点两线LIN网路。在这方面,广泛的试验显示,目前配置的网路一次无法支援超过三个从端节点。施加在LIN上拉电阻上的有效负载无法取得足够的电流,以满足所有运作条件下的最低输入电压要求。
最后,网路受到LIN主端节点上拉电阻的电压降和多个从端节点诱导的累积负载限制。在网路上增加从端节点,将会增加施加在LIN主端节点上拉电阻上的有效负载。施加的负载Vbatt导致主端节点上拉电阻RLIN的电压降增加,从而降低提供给从端节点的输入供应电压。若输入电压下降到电压调节器运作所需的最低输入电压5.5伏特以下,输出将成为未调节,从端节点将不可运作。在这种运作模式中,电压调节器经由作用类似开关的电晶体,输入电压直接流到调节器输出。此区域的电压调节器电流不稳定,可能超过3毫安培(mA),超过正常调节电流。在这种不稳定区域运作,将导致LIN主端节点上拉电阻RLIN的电压降呈非线性增加。
在网路上增加从端节点,大幅提高出现“未调节”电压调节器状况的风险。此由于启动时,电源开始给网路供电之际,每个从端节点的负载电流出现暂态峰值所致。要启动每个从端节点的电压调节器,需要更多的电流,即使多从端节点网路的平均电流消耗是每个从端节点约0.8毫安培;但在启动时,每个节点的整体电流消耗必须额外增加2-3毫安培。
三个从端节点连接到网路时,从端节点启动暂时在网路施加的单一额外负载,此负载在正常运作期间并未出现。在启动时,LIN匯流排供应电压约5.5伏特。最后,从端节点电压调节器稳定下来,供应电压稳定在8.2伏特,这时开始网路通讯。
强化节点电流处理效能 五节点网路执行多从端节点
网路中增加第四个从端节点时,LIN匯流排供应电压永远不会从启动负载条件下恢復,并在5伏特(比电压调节器的最低运作电压低0.5伏特)徘徊。在此种情况下,所测量的LIN主端节点上拉电阻的电压降是3.3伏特。
在这些条件下,採用下述公式计算经由220欧姆LIN主端节点上拉电阻的负载电流:
.IRLIN=VRLIN/RLIN=3.3/220=15mA
由图3可知,在5.5伏特时,220欧姆LIN主端节点上拉电阻支援的最高负载电流约13毫安培。由于增加第四个从端节点而导致的15毫安培负载电流比两线LIN网路所能处理的高2毫安培。因此,从端节点无法对主讯框请求做出回应。
为减缓这种影响,考虑从端节点是顺序启动的状况(节点接连启动,而不是一次全部启动)。令人吃惊的是,各个从端节点的启动极大地降低重定时网路上的电流负载,实际上增大两线网路的节点电流处理能力。
采用这种实施方法的网路可在相同的网路条件下,运行多达十二个从端节点,每个从端节点的电流是0.8毫安培,以及3毫安培电压调节器启动瞬态一次限于一个从端节点。则
.ISlave_total=number of slaves×ISlave= 12 ×0.8=9.6mA
.ISlave_total=从端节点数量ISlave=12× 0.8=9.6mA 及

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