利用CAN收發(fā)器SN65HVD1050提高CAN網(wǎng)絡(luò)的安全性
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如果CAN收發(fā)器在設(shè)計與測試時沒有考慮抑制耦合噪聲，那么它將受到噪聲的影響，并把噪聲信號誤當(dāng)作總線上的數(shù)據(jù)，向控制器發(fā)送錯誤的、毫無意義的數(shù)據(jù)。
TI的CAN收發(fā)器HVD1050經(jīng)過專門的設(shè)計與測試，能夠抑制很寬共模工作范圍內(nèi)(-12V至+12V)的噪聲。差分接收機(jī)的抑制耦合噪聲能力很強(qiáng)，這充分說明它的電子與機(jī)械設(shè)計非常細(xì)致，使輸入得到了盡可能理想的匹配。
ESD的產(chǎn)生有四種方式：一是帶電體接觸 IC；二是帶電 IC 接觸接地平面；三是帶電機(jī)器接觸IC；四是靜電場產(chǎn)生很高的電介質(zhì)感應(yīng)電壓而損壞IC。顯然，ESD的標(biāo)稱值高不但意味著收發(fā)器很魯棒，而且也說明電路設(shè)計很魯棒。
市場上其它同類CAN收發(fā)器只能提供4kV的ESD保護(hù)，而CAN收發(fā)器HVD1050在依照J(rèn)EDEC 22 A114-B人體模型(HBM)規(guī)范進(jìn)行測試時，可達(dá)到8kV的ESD標(biāo)稱值。由于具有很高的ESD保護(hù)性能，HVD1050比其它廠商早期推出的收發(fā)器更適用于條件惡劣的電子環(huán)境。
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圖2：VOC(PP) 的定義和測試電路圖。 |
如果故障節(jié)點(diǎn)在總線持續(xù)放置一個支配位(dominant bit)，則CAN總線操作器有時會報告所有總線通信都停止。這種情況之所以發(fā)生，要么是因?yàn)榭刂破靼l(fā)生故障，要么是因?yàn)槭瞻l(fā)器輸入(TXD)引腳與相鄰接地(GND)引腳出現(xiàn)了線路斷開、焊球焊接斷開或金屬薄片短路等隨機(jī)性問題。
HVD1050中的支配超時(dominant-time-out)電路可避免驅(qū)動器因軟硬件故障而阻礙網(wǎng)絡(luò)通信。TXD上的下降沿會觸發(fā)超時電路。如果電路超時常量所設(shè)定的時間已過，而上升沿還沒有出現(xiàn)，那么驅(qū)動器的輸出將被禁用，從而使總線脫離膠著支配(stuck dominant)狀態(tài)。一旦故障解決，TXD的下一個上升沿使電路復(fù)位。
在許多CAN應(yīng)用中，總線線纜極性反轉(zhuǎn)、線纜意外破損、總線至電源及接地之間的線路突然短路等現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。為避免24V工業(yè)總線在實(shí)際工作環(huán)境下出現(xiàn)上述問題，HVD1050提供從-27V至+40V的短路保護(hù)。短路保護(hù)可持續(xù)任意長時間，以確保設(shè)備在故障排除后仍能繼續(xù)正常工作。
HVD1050的熱關(guān)斷電路還可以提供更多保護(hù)功能。如果總線短路，出現(xiàn)過電流，那么HVD1050在過熱情況下將自動關(guān)閉器件，以避免損壞內(nèi)部電路系統(tǒng)。
熱插拔、電源周期與無干擾輸出
如果往網(wǎng)絡(luò)增加額外組件，那么通常需要關(guān)閉整個網(wǎng)絡(luò)，以免出現(xiàn)代價昂貴的系統(tǒng)故障。因此，操作系統(tǒng)的熱插拔功能對許多CAN應(yīng)用都大有裨益。
將不上電的模塊直接插入上電的系統(tǒng)中，就是所謂的“熱插拔”。這要求收發(fā)器輸出在器件從不上電轉(zhuǎn)為上電狀態(tài)的過程中保持穩(wěn)定，以便不影響到正在進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)通信。
目前市場上的眾多CAN收發(fā)器在不上電時的輸出阻抗都很低，這使得器件能接收總線上的所有信號，從而導(dǎo)致所有數(shù)據(jù)傳輸中斷。
為避免出現(xiàn)上述問題，HVD1050的總線引腳在內(nèi)部被偏置為高阻抗隱性狀態(tài)，這樣就能將上電看成已知的隱性狀況，而不會干擾總線正在進(jìn)行的通信，此外還能在電路上電、斷電的時候始終保持總線的完整性。總之，由于具有上述特性，HVD1050能大幅提高所有CAN應(yīng)用的操作安全性。
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