遠程信息處理控制單元（TCU或T-BOX）是一種嵌入式車載系統，可應用于車輛的無線跟蹤與通信等領域。

在本系列的文章中會依次對以下主要模塊進行詳細介紹：

第一節：電源軌；

第二節：充放電管理；

第三節：接口

第四節：緊急呼叫單元；

第五節：無線連接單元；

第三節 接口

接口概述：

如下圖-1所示，T-BOX有各種各樣的接口與總線相連，不僅包括傳統的控制器局域網CAN（Controller Area Network）、局域互聯網絡LIN （Local Interconnect Network）以及調試接口RS232/RS485/USB2.0，還包括了汽車總線“新貴”車載以太網（Ethernet）。

圖-1

這些接口的用途總結如下表-1所示：

表-1

下面分別介紹這四種不同的總線，并推薦相應的接口芯片。

1） CAN

該總線于上世紀80年代由德國博世公司提出，至今已經成為了汽車中不可或缺的重要組成部分。為滿足車載系統的不同要求，CAN總線又分成高速CAN和低速CAN。

高速CAN主要用在對實時性要求高的動力系統的控制，如發動機、自動變速箱、組合儀表等。傳輸速率在125kbit/s - 1Mbit/s之間。

低速CAN主要是用在對實時性要求較低的舒適系統和車身系統的控制，如空調控制、座椅調節、車窗升降等。傳輸速率在5kbit/s - 125kbit/s之間。

如下圖-2所示，高速CAN與低速CAN之間通過網關互連，該網關可由CAN總線上的一個節點代替。

圖-2（注：ECU為Electronic Control Unit，電子控制單元）

采用CAN傳輸的優點有很多，比如：實時性強，傳輸距離較遠，抗電磁干擾能力強，成本較低；采用雙線串行通信方式，檢錯能力強，可在高噪聲干擾環境中工作；可靠的錯誤處理和檢錯機制；具有優先權和仲裁功能等。

TI的主推的CAN總線接口芯片為TCAN1042-Q1 ，TCAN1051-Q1以及TCAN1043-Q1，下表-2列出了這三者的區別。

表-2

相比于同類產品，TI的優勢如下：

符合國際領先的電磁兼容（EMC）標準；

可去除共模扼流圈，從而減少汽車設計過程中的材料成本和空間；

強大的總線故障和靜電放電（ESD）保護功能：高達70V的總線故障保護，完全滿足汽車電池的要求，可以防止CAN總線引腳出現短路直流電壓引起故障；高達±15kV的 ESD保護，且無需外部瞬態電壓抑制（TVS）二極管，節省了電路板空間和成本；

帶寬增加：高達5 Mbps的速度，提高了CAN網絡上電子控制單元（ECU）和節點之間的通信速度和數據傳輸能力；

業界最短的環路延遲：僅為175 ns。

關于CAN總線接口芯片，TI提供了相應的板級驗證和參考設計：

具有 CAN FD 的 TCAN1043x-Q1 故障保護 CAN 收發器評估模塊

帶有以太網和CAN總線的汽車獨立網關參考設計

TI還提供一系列應用筆記以及參考資料：

白皮書之使用使用chokeless收發器簡化CAN總線實現

TCAN1042汽車輻射EMC一致性測試

TCAN1042 /TCAN1051 抗干擾性能測試

2） LIN

“不是有CAN了嗎？為何還需要LIN？”原因很簡單，CAN總線太貴啦！如果處處都用CAN的話，整車的總線架構成本會很高。在一些不需要高速傳輸的場合，如車身電子配件（車窗、車鎖等），LIN完全可以滿足需求。

LIN網絡在汽車中一般不獨立存在，通常會與上層CAN網絡相連，形成CAN-LIN網關節點，CAN-LIN網關也可由CAN總線下的一個節點代替。如下圖-3所示。

圖-3

LIN總線主要是面向汽車低端分布式應用的低成本，低速串行通信總線。它的目標是為現有汽車網絡提供輔助功能，在不需要高帶寬和多功能的場合下使用，以降低成本。

TI的主推LIN總線接口為SN65HVDA195-Q1，速度可達20-kbps。

3） 車載以太網

新的汽車功能（如自動泊車系統，高級娛樂系統等）對新的數據總線傳輸提出了更高的要求。顯然，未來需要更加開放、高速、易于集成、線路部署成本低的車載網絡。這大大推動了以太網進入車載網絡的進程。

目前而言，車載以太網主要應用于非CAN的部分，主要是解決高速數據傳輸、協議兼容和成本受限的問題，并非用于取代CAN總線。CAN與車載以太網之間通過網關互連，如下圖-4所示。未來以太網有可能替代車內所有連接，引發新的車載總線革命。

圖-4

與同類產品相比，TI于2018年5月推出的以太PHY接口DP83TC811S-Q1，優勢非常突出：

支持多個MAC接口：SGMII / RGMII / RMII / MII；

更低的延時：小于150ns，僅為同類產品的一半，從而使汽車在ADAS等系統能快速響應；

低功耗：210mW；

與未來的1000M PHY引腳完全兼容；

集成度更高，可減少外部元器件（如電源去耦電容），節省一半以上的PCB布局空間，EMI性能優越。

對于以太網PHY接口芯片，TI提供了相應的板級驗證和參考設計：

DP83TC811S 100BASE-T1 汽車類以太網 PHY xMII 評估模塊

4） RS232/RS485/USB2.0

這些接口主要用于系統的調試與測試， TI推薦的芯片為MAX3232E-Q1，SN65HVD1781-Q1以及TUSB1210-Q1。

審核編輯：何安