簡化線路配置 兩線LIN架構加快汽車聯網設計(二)
標準LIN協定要求每個節點必須處理匯流排上每個輸入信框ID,此迫使每個從端節點在每個輸入資訊時喚醒,與所有權無關。先發送喚醒信框,然后是單一從端節點信框,盡量縮短每個從端節點供電“開啟”的時間。這種發送喚醒信框,再發送所有從信框的連續突發的交替方法,將導致從端節點保持喚醒的時間比所需要長,結果是整體系統負載電流增加,而此為應該避免的狀況。
啟動兩線LIN網路 電壓調節器挑大樑
只要供給從端節點的供應電壓無降至ATA6617電壓調節器的最低輸入電壓5.5伏特之下,即可實施多從端節點兩線LIN網路。在這方面,廣泛的試驗顯示,目前配置的網路一次無法支援超過三個從端節點。施加在LIN上拉電阻上的有效負載無法取得足夠的電流,以滿足所有運作條件下的最低輸入電壓要求。
最后,網路受到LIN主端節點上拉電阻的電壓降和多個從端節點誘導的累積負載限制。在網路上增加從端節點,將會增加施加在LIN主端節點上拉電阻上的有效負載。施加的負載Vbatt導致主端節點上拉電阻RLIN的電壓降增加,從而降低提供給從端節點的輸入供應電壓。若輸入電壓下降到電壓調節器運作所需的最低輸入電壓5.5伏特以下,輸出將成為未調節,從端節點將不可運作。在這種運作模式中,電壓調節器經由作用類似開關的電晶體,輸入電壓直接流到調節器輸出。此區域的電壓調節器電流不穩定,可能超過3毫安培(mA),超過正常調節電流。在這種不穩定區域運作,將導致LIN主端節點上拉電阻RLIN的電壓降呈非線性增加。
在網路上增加從端節點,大幅提高出現“未調節”電壓調節器狀況的風險。此由于啟動時,電源開始給網路供電之際,每個從端節點的負載電流出現暫態峰值所致。要啟動每個從端節點的電壓調節器,需要更多的電流,即使多從端節點網路的平均電流消耗是每個從端節點約0.8毫安培;但在啟動時,每個節點的整體電流消耗必須額外增加2-3毫安培。
三個從端節點連接到網路時,從端節點啟動暫時在網路施加的單一額外負載,此負載在正常運作期間并未出現。在啟動時,LIN匯流排供應電壓約5.5伏特。最后,從端節點電壓調節器穩定下來,供應電壓穩定在8.2伏特,這時開始網路通訊。
強化節點電流處理效能 五節點網路執行多從端節點
網路中增加第四個從端節點時,LIN匯流排供應電壓永遠不會從啟動負載條件下恢復,并在5伏特(比電壓調節器的最低運作電壓低0.5伏特)徘徊。在此種情況下,所測量的LIN主端節點上拉電阻的電壓降是3.3伏特。
在這些條件下,採用下述公式計算經由220歐姆LIN主端節點上拉電阻的負載電流:
.IRLIN=VRLIN/RLIN=3.3/220=15mA
由圖3可知,在5.5伏特時,220歐姆LIN主端節點上拉電阻支援的最高負載電流約13毫安培。由于增加第四個從端節點而導致的15毫安培負載電流比兩線LIN網路所能處理的高2毫安培。因此,從端節點無法對主訊框請求做出回應。
為減緩這種影響,考慮從端節點是順序啟動的狀況(節點接連啟動,而不是一次全部啟動)。令人吃驚的是,各個從端節點的啟動極大地降低重定時網路上的電流負載,實際上增大兩線網路的節點電流處理能力。
采用這種實施方法的網路可在相同的網路條件下,運行多達十二個從端節點,每個從端節點的電流是0.8毫安培,以及3毫安培電壓調節器啟動瞬態一次限于一個從端節點。則
.ISlave_total=number of slaves×ISlave= 12 ×0.8=9.6mA
.ISlave_total=從端節點數量ISlave=12× 0.8=9.6mA 及

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