恩智浦FlexRay产品系列概览

恩智浦FlexRay产品系列概览

FlexRay的发展历史
      FlexRay网络产品诞生于20世纪90年代末，当时一些汽车制造商意识到现有网络系统，例如CAN，无法满足未来车载网络（IVN）的需求。这些汽车制造商没有开发自己的解决方案，而是决定组成一个协会，推动FlexRay通信系统成为汽车应用领域高速通信网络的行业标准。基于当时在CAN和LIN收发器领域的主导作用，恩智浦半导体（NXP Semiconductors，原飞利浦半导体）受邀成为FlexRay协会的核心合作伙伴之一，负责引领行业开发网络物理层。

      制定新的FlexRay标准花费了数年时间，这导致多种过渡版FlexRay技术标准应运而生。恩智浦担任物理层工作小组的领导工作，并作为协会指导委员会的成员监测协会的工作进展。为让协会的其它成员能对FlexRay的应用进行系统研究，恩智浦开发了第一个硬件解决方案。这款产品称为恩智浦FlexRay TJA1080收发器。

      2006年底，恩智浦实现重要的里程碑，第一款采用FlexRay网络的车型投入量产:宝马X5，其主动式阻尼控制系统采用恩智浦的TJA1080收发器。因此，FlexRay不再只处于开发阶段，同样也已进入量产阶段，并获得实际应用。

TJA1080 – FlexRay的推动者
      作为世界上第一款采用FlexRay电气物理层的芯片，恩智浦的TJA 1080证明了FlexRay的强大性能与灵活便捷。这种关键设备可提供广泛的功能组合、卓越的EMC性能以及高效的ESD保护，有助于推动全新的先进通信系统进入目前和未来的车款。

TJA1080的主要功能
• FlexRay网络中的数据传输速度高达10Mbit/s
• 支持FlexRay节点和有源星型结构功能
• ECU低功耗管理
• 本地和远程唤醒功能
• 数据帧唤醒
• 通过两个专用控制输入实现模式控制
• 带有VIO输入的自适应I/O
• 兼容42V
• 温度范围：- 40°C至+ 150°C
• ± 8kV HBM ESD保护
• 误差诊断和状态向量读数

      TJA1080投入量产以来，恩智浦从市场反馈和自身量产经验中获益良多。这些宝贵的信息有助于确定新产品的潜在应用、调整产品的规格和功能以实现恩智浦客户的期望。当然，恩智浦的收发器同样符合汽车质量和可靠性方面的要求。为实现这一目标，早在设计开发阶段就采用“卓越设计”的方法。

TJA1080A – 厚积薄发
      市场反馈表明，TJA1080需要进行一些微调，但这些调整对于一款量产产品而言难以完成，恩智浦因此推出一种全新的型号——TJA1080A。与此同时，FlexRay协会同样最终制定了一致性测试的首个测试规范。TJA1080A即依照此项规范进行测试，2007年11月，它成为第一款成功通过FlexRay一致性测试并上市的FlexRay收发器。

与其前身TJA1080相比，TJA1080A收发器在诸多方面均有显著提升：

• 电源复位效果更好
• 完全符合电气物理层规范（Electrical-Physical Layer）V2.1 Rev.A
• 发射断电路经过升级可降低总线辐射
• 增强型接收端电路——更高的射频抗扰度，确保70ns的最低位时间

      TJA1080A不仅可以作为节点收发器使用，还可作为有源星型耦合器的一个分支。这让TJA1080A成为已上市FlexRay收发器中功能最多的型号。为进一步推动FlexRay的应用，恩智浦将开发三种全新而且经济有效的产品，即TJA1082和TJA1081节点收发器，以及TJA1085有源耦合器。

TJA1082 – 基础型节点收发器
      TJA1082汇聚了恩智浦开发TJA1080和TJA1080A获得的知识和专有技术。TJA1082针对点火开关控制通断电的ECU进行优化，因而易于使用和设计简便。由于功能调整，其封装尺寸和面积相比TJA1080A更小，针脚数量同样减少使用尺寸仅为4mm*6.4mm的TSSOP14封装技术。这意味着TJA1082只需和标准高速CAN收发器（比如TJA1050，TJA1040）同样大小的PCB电路板空间。TJA1082完全符合电气物理层规范（Electrical-Physical Layer）V2.1 Rev.B

   

      TJA1082支持的最低位时间下降到60ns此外还有一款可在待机模式下激活的低功耗接收端。除此以外，提供数种保护和诊断模块：欠压检测，总线错误检测和温度保护。这些诊断信息可传输到拥有标准SPI接口的微控制器。TJA1082可在正常5伏供电电压下[Clamp15]工作，并可连接至多种电压的微控制器。这款产品将于2009年初上市。工程样品现已可用，合格样品将于2009年初就绪。

TJA1081 – “Clamp 30”节点收发器
      TJA1081兼容FlexRay EPL 2.1 Rev.A和TJA1080A类似，TJA1081同样提供错误诊断和状态寄存器读取功能，这种来自恩智浦的全新设备，作为一款经济有效的“Clamp30”节点收发器，没有星型结构功能，采用SSOP16封装。TJA1081可在紧急情况下替代TJA1080A。TJA1081在睡眠和待机模式下的耗电量极低，为提高系统的稳定性，可以支持低达60ns的最低位时间。TJA1081同样可以通过INH针脚进行ECU低功耗管理。

   

      该产品将于2009年初上市。工程样品现已可用，合格样品将会很快问世。

TJA1085 – 主动节点收发器
      FlexRay标准支持被动式总线拓扑结构、带有源星型耦合器的拓扑结构以及两者的组合。FlexRay的最初应用的是和CAN总线类似的被动总线拓扑。与此同时，带有源星型耦合器的网络系统开始变得日益重要起来。多功能TJA1080A则用于星型结构的首次部署。然而，为形成一种成本优化的量产解决方案，首选一种专用的星型耦合器产品，因此恩智浦的FlexRay产品组合中添加了TJA1085星型耦合器。这种4支路有源星型耦合器将兼容FlexRay EPL V3.0规范，提供更强的总线错误检测，更快的误差控制和更全面的唤醒源状态信息。目前，市场上还没有任何一种类似产品能提供这些独一无二的功能。

      恩智浦目前正在开发TJA1085，样品将于2009年上半年推出，预计将在2009年内发布该产品。

TJA1083 – 兼容JASPAR的收发器
      尽管许多日本汽车公司都是FlexRay协会成员，日本汽车行业仍然认为设立一个致力于推广FlexRay应用的国内协会可以提供一定优势。因此，2004年JASPAR协会正式成立，协会成员主要为Toyata（丰田），Nissan（日产）和Hond（(本田）领导。为能清楚分辨FlexRay和JASPAR应用之间的区别，恩智浦已于2007年加入JASPAR。其最终目标是形成一种为JASPAR应用量身定做，并可完美用于其中的解决方案。恩智浦主动为JASPAR工作组作出贡献。鉴于日本汽车制造商的重要性，恩智浦在日本设置了各种汽车小组来支援这些客户。

      由于JASPAR的各种措施，日本对收发器制定了一些额外规定。JASPAR正在采取更进一步的措施：收发器的一致性测试规范正在编写中。恩智浦正计划推出针对JASPAR标准进行优化的FlexRay收发器。这种产品称为TJA1083，一旦JASPAR围绕物理层和收发器的诸多措施做出结论，这一理念最终将会成型。

恩智浦对于FlexRay的持续贡献
      恩智浦是IVN收发器市场的领导者，同时也是FlexRay市场的设计者，经过证明，堪称是成功的批量供应商。由于其在IVN批量供应中拥有无以伦比的纪录，恩智浦可以提供完美的供应安全性。

      为让客户在自身产品中进行方便的设计导入，恩智浦提供高度可靠的系统知识和快速客户支持。对于已上市的FlexRay产品，恩智浦正在提供收发器的模拟模型，并向汽车OEM厂商提供网络拓扑结构模拟。

      恩智浦见证FlexRay市场的快速发展。越来越多的OEM厂商开始采用FlexRay技术,并将FlexRay网络纳入汽车。

      恩智浦的下一代FlexRay物理层产品将把目标锁定为更加强大的功能，进一步改善EMC和并提高一体化程度,从而优化系统成本。