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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。王勝負責TI模擬器件在全國工業(yè)市場(chǎng)的推廣應用，對市場(chǎng)狀況有著(zhù)深入了解和認識。 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是一種應用非常廣泛的工業(yè)接口。相對于其他領(lǐng)域（如消費或者通信），它在工業(yè)領(lǐng)域應用較多。CAN是控制器局域網(wǎng)的簡(jiǎn)稱(chēng)，是一個(gè)串行網(wǎng)絡(luò )。從網(wǎng)絡(luò )的基礎形式來(lái)看，它是兩線(xiàn)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(chǎng)很大。雖然今年有一個(gè)下行低潮，但明年的預計還是非常好。TI提供所有接口類(lèi)產(chǎn)品，包括電信、網(wǎng)絡(luò )、工業(yè)，甚至是醫療應用。TI不管從哪個(gè)角度、哪個(gè)應用領(lǐng)域來(lái)看，都可以提供非常完善的產(chǎn)品系列。雖然接口類(lèi)產(chǎn)品競爭激烈，但TI的市場(chǎng)份額仍能達到五分之一以上。TI接口產(chǎn)品的應用范圍如下圖所示。 ISO1050主要用于工業(yè)應用。工業(yè)應用里最重要的指標就是性能和穩定性。ISO1050在這兩方面的表現都是優(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的應用原理圖。ISO1050放在CAN總線(xiàn)上，上面可以放很多的節點(diǎn)。485接口也類(lèi)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)行轉換的話(huà)，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。原因很簡(jiǎn)單，因為這些總線(xiàn)是應用在工業(yè)現場(chǎng)的。工業(yè)現場(chǎng)的條件和電氣特性環(huán)境是非常復雜的。同時(shí)，導線(xiàn)是接到不同設備上去的，必須有隔離保護功能的器件存在，才能保證總線(xiàn)端和主控端是斷開(kāi)的。 ISO1050基本實(shí)現兩個(gè)作用：一個(gè)是實(shí)現CAN接口類(lèi)的電氣特性控制，另外一個(gè)是把隔離的器件結合在一起。之前至少要兩片芯片才能完成同樣的功能，現在ISO1050可以用一片來(lái)實(shí)現。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)應用比較多的串行總線(xiàn)方式，都需要有一個(gè)隔離技術(shù)芯片，這是系統級的應用場(chǎng)合。 傳統的隔離基本有兩大類(lèi)：一類(lèi)是光隔離，通過(guò)光來(lái)傳遞，沒(méi)有電線(xiàn)直接連接；一類(lèi)是磁隔離，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是用兩個(gè)線(xiàn)圈通過(guò)磁場(chǎng)的組合傳遞信息，同時(shí)沒(méi)有電氣特性的物理連接。 光耦從嚴格芯片意義上講不能稱(chēng)作芯片，因為芯片本身就是二氧化硅這些基本物質(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都可以達到4000伏以上。另外，電容式隔離相對于磁場(chǎng)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，最高可以達到250byte/s。 通過(guò)光耦來(lái)實(shí)現隔離需要很多其他元件。磁耦也是這樣。從板級設計來(lái)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(lái)看，CAN的基本特性是一根總線(xiàn)上放很多接口，是多主方式，每一個(gè)接口都可以當作主來(lái)發(fā)送接收。所以每個(gè)接口本身的反應時(shí)間，會(huì )影響到整個(gè)總線(xiàn)的反應速度。傳統方式下需要一個(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)芯片的響應時(shí)間比兩個(gè)要快，大從而大提高了總線(xiàn)的反應速度。 ISO1050節約了板上的芯片數量、器件數量，可以減少板面的占用面積，可以節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(lái)看，也是如此。ISO1050和這兩個(gè)加起來(lái)比，大概節約了將近40%、38%的功耗。 整個(gè)環(huán)路響應時(shí)間，會(huì )影響到整個(gè)CAN總線(xiàn)的傳遞速度。影響傳輸速度還有另外一個(gè)重要指標，就是線(xiàn)一長(cháng)，會(huì )帶來(lái)幾個(gè)影響速度的因素。一是數字信號上升延、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(xiàn)的響應時(shí)間。 CAN總線(xiàn)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(xiàn)是兩根線(xiàn)，一個(gè)是CAN高，一個(gè)是CAN低。CAN在空閑狀態(tài)時(shí)，兩根線(xiàn)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(xiàn)變成了3.5V，L線(xiàn)變成了1.5V，但它體現出來(lái)的邏輯電平是0。這個(gè)0、1的變化，就是傳輸速度的體現。從隱形狀態(tài)到達顯性狀態(tài)，需要一定的時(shí)間，反過(guò)來(lái)是這樣的。ISO1050的切換每個(gè)時(shí)間段大概只有430納秒，比傳統方案節約了30%左右的時(shí)間。這就會(huì )體現在傳輸上速度壓力大大降低，總線(xiàn)的長(cháng)度可以拉出很長(cháng)。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(lèi)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，因為同時(shí)具有隔離功能，所以會(huì )減少芯片的數量、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(wèn)？ |
| 低速傳輸可不可以，比如5Kbps或10Kbps |
| TI器件的速度可以很高，最高可以達到250byte/s。？？？？ |
| 謝謝 |
