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如今車上出現越來越多的車載電子設備，而電子設備和中控系統之間的數據收集與傳遞都需通過車載網絡來實現。CAN收發(fā)器是車載與工業(yè)底層通訊關鍵元器件，國內市場此前長期被國外芯片廠商所占據。
有人筑墻，就有人破壁。芯力特基于自主核心知識產權，通過單芯片集成TVS器件、共模輻射抑制電路、低功耗設計等關鍵技術，率先推出自主研發(fā)高品質CAN系列芯片，打破歐美等發(fā)達國家的技術壟斷。
在2022年9月15日的2022第五屆自動駕駛與人機共駕論壇中，湖南芯力特電子科技有限公司汽車電子業(yè)務總監(jiān)王閏星坦言，“在自動駕駛和車聯網領域的大算力高端芯片上，我們跟國外的品牌相比目前仍需進一步努力；但在CAN/LIN收發(fā)器基礎芯片上，我們有信心把它做好。”目前在比亞迪、東風、廣汽、長城、上汽等主機廠中，芯力特的產品已投入批量應用，得到了市場的充分驗證。
主流車載網絡技術：CAN與LIN總線
車聯網作為智能網聯時代的技術支撐，近年來其重要性愈發(fā)顯著。車載通信網絡包括CAN總線、LIN總線、FlexRay總錢、MOST總線、以太網等，隨著汽車電子技術的發(fā)展，CAN、LIN總線在汽車網絡中得到越來越廣泛的應用，可用于智能座艙、輔助駕駛、汽車照明、汽車電源與電機、底盤與動力系統、車身控制等領域。同時，實現不同性質、不同速率之間的網絡通信也成為必須要解決的問題。
控制器局域網CAN（Controller Area Network）最初由德國Bosch公司設計，應用于汽車的監(jiān)測和控制。作為一種可靠性高、功能完善的遠程網絡通訊控制方式，CAN逐步被廣泛用于各種控制領域，成為車載與工業(yè)底層通訊關鍵元器件。
本地互連網LIN（Local Interconnect Network）是面向汽車地段分布式應用的低成本串行通訊網絡，用于實現汽車中的分布式電子系統控制。LIN作為一種輔助性的總線網絡，旨在為現有汽車網絡（例如CAN總線）提供輔助功能，通常用于門開關、后視鏡、燈光控制、天窗等處。
圖片來源：芯力特
近年來，在芯片領域，尤其是CAN收發(fā)器領域，國外知名廠商的芯片價格不斷攀升，且處于嚴重缺貨狀態(tài)，急需尋求國產芯片替代。
對此，芯力特針對CAN與LIN應用推出多款收發(fā)器芯片，旨在加速實現“缺芯”和漲價背景下的國產化替代。
CAN芯片迎來國產替代機遇
CAN網絡在汽車中的作用就如同人體中的神經網絡，車端各零部件和ECU之間的通信都離不開CAN-Bus，CAN收發(fā)器在車載網絡中的重要性不言而喻。
CAN收發(fā)器芯片作為接口芯片，設計時需考慮耐壓能力、ESD等特性。因其較高的設計門檻，相關技術和市場此前為國外廠商所壟斷。關鍵技術不能受制于人，近年來，在“缺芯”潮下，相關技術不斷攻關突破，以芯力特為代表的本土廠商逐漸崛起，推出一系列CAN收發(fā)器芯片。
芯力特的CAN收發(fā)器已經過多次迭代，2018年就成功量產國內首款可用于汽車領域的CAN總線收發(fā)器SIT1040、SIT050，2020年推出的支持CAN FD的SIT1044、SIT1042、SIT1051等為第二代產品，2022年又推出了支持低功耗應用、功能更復雜的第三代SIT1043、SIT1145等型號，2023年還計劃推出集成電源和看門狗等功能的CAN SBC系列芯片。
目前，芯力特CAN收發(fā)器系列芯片已廣泛應用于汽車BMS系統、車載ECU、儀表控制盤、車身控制、智能駕駛、車載診斷儀、工業(yè)PLC、電梯控制器、電力保護裝置等諸多領域。
隨著汽車步入智能網聯時代，經典CAN總線已難以滿足車載網絡日益提高的帶寬和數據速率靈活性的要求，更高速率的CAN芯片需求呼之欲出，CAN FD（CAN with Flexible Data rate）應運而生。
可整板休眠、遠程喚醒的CAN?FD芯片
CAN FD是一種基于傳統CAN總線標準而構建的通信協議，其作用與CAN的物理層作用相同，都是將3.3V或5V的邏輯信號轉換成差分信號。與傳統CAN相比，CAN FD數據傳輸率從1Mbps提升至5Mbps；數據有效負荷增加8倍，達到最高支持64字節(jié)的有效負荷。此外，CAN FD還改善了錯誤幀漏檢率，因其更優(yōu)的性能被視作下一代主流汽車總線系統。
2020年，芯力特量產了國內首款CAN FD系列芯片SIT1042，它的推出進一步填補了國內CAN FD芯片領域空白。此后又繼續(xù)推出SIT1044、SIT1051、SIT1057等系列產品。下圖是芯力特四代車規(guī)級CAN收發(fā)器芯片的開發(fā)路線。
圖片來源：芯力特
2022年，芯力特持續(xù)發(fā)力推出支持低功耗應用的CAN FD產品，其中就包括支持整板休眠的SIT1043系列。
SIT1043是第三代CAN FD產品，是一款應用于CAN協議控制器和物理總線之間的接口芯片，支持5Mbps靈活數據速率，具有在總線與CAN協議控制器之間進行差分信號傳輸的能力。SIT1043總線端口耐壓可達-58V至+58V，接收器共模輸入電壓達到-30V至+30V，適用于12V或24V應用系統。
SIT1043采用多電源供電，擁有多種系統保護和診斷功能以提高器件和CAN的穩(wěn)定性。另外，SIT1043擁有正常工作模式、靜音模式、待機模式、睡眠等待模式和睡眠模式等五種工作模式，在低功耗模式下支持本地喚醒與遠程功能，這一模式能極大節(jié)省 CAN 總線應用系統的電力。
SIT1043帶INH引腳功能，能夠控制給系統供電的LDO，使系統在休眠模式下關閉LDO輸出，達到最低功耗，以滿足低功耗需求。
圖片來源：芯力特
目前SIT1043主要應用于汽車通信領域，如車身控制系統、汽車網關、高級輔助駕駛系統（ADAS）、信息和娛樂系統、BMS等，未來將廣泛應用于各個ECU模塊，為新能源汽車節(jié)省功耗，增加續(xù)航能力起到重要作用。
低功耗、高性能LIN收發(fā)器芯片
芯力特自主研發(fā)的LIN收發(fā)器芯片SIT1021Q是LIN網絡主/從協議控制器和LIN物理總線間接口器件，可應用于車載和工業(yè)控制等領域，適用于1kbps至20kbps傳輸速率的車載網絡。兼容“LIN 2.x/ISO 17987-4:2016 (12V)/SAE J2602”標準，輸入電平和3.3V與5V器件兼容。
據了解，該芯片總線端口耐壓達到±42V以上，?具有高耐壓、低漏電、高電磁兼容能力、超低功耗的休眠模式等特點。
SIT1021Q具有超低功耗休眠模式，芯片在休眠模式下，流過VBAT腳電流典型值僅為3uA；
目前SIT1021Q對標的國外廠商同類產品主要為恩智浦TJA1021，SIT1021Q可PIN TO PIN與之兼容，引腳分布圖如下：
圖片來源：芯力特官網
圖片來源：恩智浦官網
兩款收發(fā)器都具有低功耗休眠模式、TXD顯性超時功能、支持3.3V與5V MCU系統通信、本地喚醒與遠程喚醒、總線限流保護功能、使用INH引腳控制外部穩(wěn)壓器、電池欠壓保護功能、過溫保護功能、總線限流保護功能。另外，SIT1021Q與TJA1021工作模式之間的切換方式、典型應用電路都一致，同時SIT1021Q已通過與LIN協議的一致性測試。
基于以上原因，兩款LIN收發(fā)器可以PIN TO PIN兼容，在LIN網絡中可以兼容可靠通訊，因而更容易實現國產替代。
目前，SIT1021Q成為芯力特廣泛應用的基礎LIN型號。除了SIT1021Q，2022年芯力特還持續(xù)推出雙路的SIT1022Q、四路的SIT1024Q系列，以及集成LDO的Mini LIN SBC芯片SIT1028Q等多款產品，期望以兼具低功耗與高性能特性的LIN芯片實現國產替代的最優(yōu)解。
芯力特：從通信接口芯片開始
芯力特電子科技有限公司是一家由留學歸國人員創(chuàng)辦，專注于汽車與工業(yè)類芯片的國家高新技術企業(yè)。該公司面向國家需求，以盡心盡力做特殊芯片為己任，圍繞汽車電子以及工業(yè)物聯網領域進行相關技術攻關。
近年來芯力特在汽車電子領域不斷耕耘，堅持自主創(chuàng)新，成為國內第一家同時擁有車載CAN、LIN收發(fā)器芯片的模擬IC廠商。自2018年成功量產國內第一款自主研發(fā)CAN總線芯片SIT1040以來，芯力特陸續(xù)發(fā)布了40余款CAN、CAN FD、LIN收發(fā)器芯片，有效填補國內缺失。
在通信類接口芯片這一細分領域，芯力特目前是國內產品系列最全，出貨量最大，產品最成熟的IC設計公司。當前，芯力特的CAN/CAN FD/LIN系列產品已廣泛應用于多家主機廠和三百余家Tier1企業(yè)。
此前，國內主機廠對于國產芯片品牌仍普遍處于觀望狀態(tài)，然而近年來本土廠商的技術進步讓“中國芯”有了越來越多的用武之地。正如王閏星所言，CAN/LIN收發(fā)器等基礎芯片或將成為國產芯片贏得話語權的一大突破口。在芯片受到不確定因素影響，極易出現供應缺口的今天，主機廠在給國產芯片更多機會的同時，也能規(guī)避供應商過于集中帶來的供應鏈風險。
可以預見的是，在未來的智能電動車時代，芯力特等中國本土芯片廠商必將占據一席之地。
