專家分享:汽車子系統(tǒng)如何輕松實現(xiàn)互連?
發(fā)布時間:2015-11-18 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】汽車制造商往往通過帶有藍(lán)牙功能的單點觸摸屏來實現(xiàn)這一需求,而如今則開始采用平板電腦大小的多觸點顯示屏。這種顯示屏可支持網(wǎng)絡(luò)接入、高清多媒體接口(HDMI)和USB接口等多重功能。各自的優(yōu)缺點,希望通過本文的介紹,能夠?qū)Ω魑还こ處熀图夹g(shù)人員的設(shè)計研發(fā)工作有所幫助。
在過去,汽車信息娛樂系統(tǒng)主要采用5V和3.3V電壓的電源進(jìn)行供電,這是由于汽車系統(tǒng)中現(xiàn)成的12-14V蓄電池可以將電壓降至較低水平。而如今,若干的關(guān)鍵因素進(jìn)一步趨動著車載信息娛樂系統(tǒng)、高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)和集群系統(tǒng)在更低電壓下運行的需求。
過去的十年中,移動和計算系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域取得了迅猛的發(fā)展,從而使人們能夠流暢運行多種音頻和視頻功能并且獲得豐富的體驗。逐漸的,消費者也希望能夠在其汽車信息娛樂系統(tǒng)中實現(xiàn)同樣的內(nèi)容和功能。此前,汽車制造商往往通過帶有藍(lán)牙功能的單點觸摸屏來實現(xiàn)這一需求,而如今則開始采用平板電腦大小的多觸點顯示屏。這種顯示屏可支持網(wǎng)絡(luò)接入、高清多媒體接口(HDMI)和USB接口等多重功能。各自的優(yōu)缺點,希望通過本文的介紹,能夠?qū)Ω魑还こ處熀图夹g(shù)人員的設(shè)計研發(fā)工作有所幫助。
汽車一級制造商充分利用了為移動和計算技術(shù)而建立的電子基礎(chǔ)設(shè)施,并將其應(yīng)用于汽車信息娛樂系統(tǒng)和集群系統(tǒng)中。這些日益復(fù)雜的系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,使OEM(原始設(shè)備制造商)能夠根據(jù)汽車等級選配系統(tǒng)的各項功能。而要最大限度地發(fā)揮這些混合模式電壓系統(tǒng)的功能,則需要使用電壓電平轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)不同子系統(tǒng)的互連。
將3.3V設(shè)備與之前的5V系統(tǒng)進(jìn)行對接時,主要存在兩個方面的問題。一方面,3.3V系統(tǒng)的VOH(輸出高電壓)無法滿足5V系統(tǒng)所需的VIH(輸入高電壓)閾值,而5V系統(tǒng)的VOL(輸出低電壓)也無法滿足3.3V系統(tǒng)對VIL(輸入低電壓)的需求。在電壓更低的系統(tǒng)中,VOH/VIH和VOL/VIL的不兼容性差異較小,這個問題往往不容易引起重視。設(shè)備在起初階段似乎可以通信,但隨后會由于VOL和VI之間的差異過小而停止通信。在類似汽車這樣更大的溫度范圍內(nèi),閾值不匹配的問題將會進(jìn)一步凸顯。
要解決這一問題,工程師可以采用德州儀器(TI)汽車級電壓電平轉(zhuǎn)換器的全系產(chǎn)品。SN74LVCxxT245-Q1、SN74AVCxxT245-Q1、TXB010x-Q1和TXS010x-Q1系列都是解決電壓失配問題的理想選擇,系列名稱中的“x”表示需轉(zhuǎn)換的位數(shù)或通道數(shù)。根據(jù)不同的輸出類型(推、挽或開漏)、負(fù)載狀況和信號方向,可以選用適當(dāng)?shù)慕鉀Q方案來將“電平位移”至所需的電壓。
SN74LVCxxT245-Q1和SN74AVCxxT245-Q1系列非常適合用于連接多臺設(shè)備或者負(fù)載更大的總線。這些設(shè)備可提供高達(dá)12mA的電流,專門用于驅(qū)動高達(dá)15pF的負(fù)載。同時,這也意味著主處理器需要控制設(shè)備的數(shù)據(jù)流。
TXB010x-Q1系列設(shè)備適用于混合電壓/混合方向的總線應(yīng)用。此類設(shè)備無需主處理器的干預(yù)便可即插即用,成為完全自主的解決方案。不過,由于其電流驅(qū)動能力相對較低,因此更加適用于點對點的總線應(yīng)用。
與TXB010x-Q1系列頗為相似的是,TXS010x-Q1同樣無需處理器干預(yù),但其主要針對開漏應(yīng)用(如:I2C)或會出現(xiàn)外部上拉電壓的復(fù)位/中斷引腳。
下一代的“啟停”系統(tǒng)可提供3V以下的電池電壓,這將進(jìn)一步加快向更低電壓子系統(tǒng)的遷移。無論對信息娛樂系統(tǒng)、集群系統(tǒng)還是ADAS而言,電壓電平轉(zhuǎn)換都是一項不可或缺的重要技術(shù)。
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