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news 2025/11/1 21:58:09

建设网站需要花费多少钱,域名代备案,照明设计师培训,工业软件开发公司前言首先#xff0c;请教大家几个小小问题#xff0c;你清楚#xff1a; 什么是TJA1145吗#xff1f;你知道休眠唤醒控制基本逻辑是怎么样的吗#xff1f;TJA1145又是如何控制ECU进行休眠唤醒的呢#xff1f;使用TJA1145时有哪些注意事项呢#xff1f; 今天#xff…前言首先请教大家几个小小问题你清楚什么是TJA1145吗你知道休眠唤醒控制基本逻辑是怎么样的吗TJA1145又是如何控制ECU进行休眠唤醒的呢使用TJA1145时有哪些注意事项呢今天我们来一起探索并回答这些问题。为了便于大家理解以下是本文的主题大纲正文 TJA1145简介 TJA1145是NXP公司为汽车电子领域量身定做的高速CAN收发器提供了CAN控制器与物理CAN双绞线之间的接口相比其他CAN收发器它具备如下几个特点在Standby与Sleep状态下能保持极低功耗其中Sleep状态下功耗比Standy状态下更低可通过选择性唤醒功能支持符合ISO11898-2:2016标准的CAN部分网络针对TJA1145T/FD与TJA1145TK/FD这两种TJA1145/FD变种而言支持CANFD-Passive功能能够实现在CANFD与CAN网络共存的前提下保证节点正常休眠不会被总线CANFD总选错误唤醒TJA1145提供接口与3.3V或者5V微控制器相连通过SPI可用来控制CAN收发器控制以及状态获取TJA1145物理层实现满足了ISO11898-2:2016与SAE J2284标准且能够实现CANFD 2M通讯速率的稳定通信 TJA1145上述这些特性使得其能够作为控制ECU整个供电系统的关键利器通过休眠特性最大可能地降低ECU整体电流消耗仅在应用层存在需求时才会被唤醒。如下图1所示为TJA1145的基本功能框图各个引脚的基本功能解释如下图1 TJA1145 基本功能框图图2 TJA1145功能引脚定义如下图3所示为TJA1145内部三大供电细节详解 BAT 该电源用于给TJA1145系统状态维护进行供电只要BAT一直有点那么TJA1145相关状态寄存器值就不会丢失,且CAN接收器由BAT供电VCC 该电源一方面作为5V电源输入给到TJA1145系统模块进行监控是否过压或欠压另一方面则给到CAN总线供电且CAN发送器由VCC供电VIO: 该电源一方面作为电源输入到TJA1145系统模块进行监控是否过压或欠压另一方面则作为SPI通信的电平转换图3 TJA1145内部供电详解图 ECU休眠唤醒概念为了让大家更好的了解休眠唤醒控制原理小T将按照AUTOSAR文档中针对休眠唤醒的定义给大家做个总结可分为如下三种场景冷启动式休眠唤醒冷启动式休眠唤醒具备如下几个特点 MCU处于掉电状态ECU的部分外围电路如CAN发器处于供电状态(如KL30供电)唤醒事件能够被CAN收发器识别CAN收发器能够根据唤醒源决定是否唤醒MCU给到MCU供电 CAN通道式休眠唤醒 CAN通道式休眠唤醒具备如下几个特点 MCU始终处于正常供电状态至少ECU的部分外围电路如CAN收发器处于供电状态CAN收发器处于Standby状态唤醒事件能够被CAN收发器识别CAN收发器识别到有效唤醒源后能够产生一个软中断唤醒MCU或者MCU周期性的去检查是否存在有效唤醒源 CAN通道与MCU式休眠唤醒 CAN通道与MCU式休眠唤醒具备如下几个特点 MCU处于低功耗状态至少ECU的部分外围电路如CAN收发器处于供电状态CAN收发器处于Standby状态唤醒事件能够被CAN收发器识别CAN收发器识别到有效唤醒源后能够产生一个软中断唤醒MCU 休眠唤醒控制原理通过上述对休眠唤醒类型的总结想必大家都可以集合自己工作中碰到的休眠场景一一对应起来小T就结合最为常见的冷启动式休眠唤醒从硬件与软件两个层面跟大家一起交流休眠唤醒控制基本原理。硬件层面如下图4所示小T将从MCU芯片供电以及TJA1145状态获取控制两方面来讲解硬件层面的休眠唤醒控制原理 S1MCU满足休眠条件时通过发送SPI相应指令让TJA1145进入Sleep状态S2TJA1145进入到Sleep状态后INH引脚就会拉低控制5V或者3V关闭电源输出间接导致MCU整个系统处理掉电状态此时TJA1145始终处于供电状态由于BAT始终有电整个ECU成功进入到休眠状态S3TJA1145虽然处于Sleep状态属于极低功耗状态同步也检测着网络是否存在有效唤醒源S4当TJA1145发现有效唤醒源之后就会自动从Sleep状态切换成Standby状态在Standby状态下INH引脚拉高此时5V与3V便会正常输出从而MCU被正常供电程序开启正常运行图4 TJA1145休眠唤醒机制硬件实现软件层面基于AUTOSAR软件架构休眠唤醒的检测处理机制统一有EcuM模块来实现有关EcuM的详细介绍可参考文章EcuM。关于通讯模块的开启则是由ComM模块来负责BswM在此阶段可实现一些自定义的控制行为来满足各个项目的特别要求。本文不会过多阐述细节仅在说明整个休眠唤醒过程在软件逻辑层面具体如何来实现参考如下图5所示图5 休眠唤醒软件控制逻辑 S1当MCU Power ON之后由EcuM模块便会检查唤醒源是否有效若有效则通知ComM模块开启通信进而通过SPI通信控制TJA1145进入Normal状态同时通知BswM模块开启其他BSW模块的控制以及让EcuM进入到RUN模式S2当MCU PowerON之后由EcuM模块识别唤醒源无效便会直接走下电流程最终控制TJA1145进入到Sleep状态S3在系统正常工作后如果满足休眠条件如外界没有NM报文MCU便会控制TJA1145进入到Sleep状态S4当TJA1145处于Sleep状态下会检测休眠前设定的唤醒源如果唤醒源满足条件TJA1145切换至Standby状态从而Power ON MCU最终走向EcuM唤醒源检测验证流程 TJA1145控制如上述过程MCU通过SPI总线接口实现了针对TJA1145状态的控制与获取。针对TJA1145的控制过程可分为TJA1145 Operating Mode的控制以及内部CAN Operating Mode两种类型。 TJA1145 Operating Mode 在TJA1145内部存在一系统控制器包含如下五种运行状态机NormalStandbySleepOvertempOff状态。接下来将针对这五种状态进行一一讲解每个状态的基本特征以及相应的SPI控制指令。 Normal: 该模式下TJA1145处于全功能模式下所有功能均可用可通过MC111从Standby或者Sleep状态切换至Normal状态 Standby: 该模式下TJA1145处于低功耗状态不过不能够正常收发数据但是INH引脚可以始终保持拉高状态如果此时寄存器CWE1那么此时receiver会持续监控总线电平状态如果寄存器CPNC PNCOK 1那么就开启了特定帧唤醒否则就是标准CAN唤醒010101切换就可唤醒即所说的任意帧唤醒当电压满足特定下限时便会自动从Off状态切换至Standby状态当监测到温度没有再次发生过温便会自动从Overtemp状态切换至Standby状态在Sleep状态下检测下唤醒源便会自动切换至Standby状态通过SPI指令MC100将状态从Normal或者Sleep状态切换至Standby状态在Normal状态下发送指令MC001准备切换至Sleep状态但此时存在唤醒源或者所有的唤醒源检测全部关闭该特性从一定程度上避免了死锁 Sleep: 该模式下TJA1145处于最低功耗状态下且不能正常收发数据同时INH引脚处于高阻状态电源供电一般会通过该引脚进行拉低关闭输出。同时其状态变化存在如下几种可能一个有效唤醒源或者中断事件(除去SPIF事件)或者**SPI指令(SPI通讯速率不能过高)**则可以唤醒TJA1145从Sleep状态切换至Standby状态在Normal或者Standby状态下通过发送MC001便可以进入到Sleep状态同步须确保至少存在一个唤醒源使能(如CAN唤醒或者Wake pin唤醒)且没有pending状态下的唤醒源如果VCC或者VIO持续一段事件低于某个阈值那么该低电压事件将会强制让TJA1145进入到Sleep状态与此同时所有的Peding的唤醒源将会被清除CWE1以及WPFEWPRE1使能同时特定帧唤醒功能将会被Disable(CPNC0); 该强制进入到Sleep状态可通过TJA1145主状态寄存器(03h)中的FSMS状态位来获取如果FSMS为1表示最近一次进入到Sleep状态是由于低电压进入到Sleep状态否则是通过SPI指令完成的状态切换。 Overtemp:该状态是由于TJA1145放置温度过高导致被损坏的一个功能一旦在Normal状态下温度超出一定阈值就会自动切换至OverTemp保护状态为了放置数据的丢失TJA1145在温度超过预警阈值时会主动触发一个Warning该Warning发生时就会触发OTWS置位中断产生(即OTW1)如果OTWE使能的前提下在该模式下CAN收发器将不能正常工作CAN pin脚始终处于高阻状态唤醒源将不会被检测但是如果存在Pending的唤醒源那么RXD引脚就会被拉低当温度低于特定阈值时那么该状态便会自动切换至Standby状态如果Bat电压引脚低于某个特定阈值则会自动从该状态切换至OFF状态Off: 在该状态下电压由于低于特定阈值导致供电不足当Bat首次连接时这是TJA1145的初始状态只要Bat电压低于某特定阈值那么TJA1145将会从任意状态直接切换至Off状态。在Off状态下CAN pin脚以及INH引脚始终处于高阻状态当电压高于某个特定阈值时TJA1145便会重新启动触发初始化过程从而经历特定时候后进入到Standby状态图6 TJA1145 Operating Mode状态迁移图如下图7所示展示了TJA1145 Operation Mode与SPI通信INH引脚内部CAN模块状态以及RXD引脚的之间的关系。从中特别值得关注的有以下几点 Standby状态下INH引脚可以拉高控制MCU各级电源输入CAN无法正常收发通信 Normal状态下SPI可正常通信INH引脚拉高CAN模块的状态取决于CMC值仅在Active状态下才能够开启正常通信且仅在CMC01/10/11下才能够正常收发 Sleep状态下INH引脚处于高阻状态此时MCU各级电源可关闭CAN始终处于Offline状态无法正常收发通信在Off状态与Overtemp状态下SPI都无法正常通信在Sleep状态仅在VIO供电正常的情况下才可以且通信速率不能太高仅在Standby与Sleep状态下才检测唤醒事件即仅在CAN处于Offline模式下才能够开启唤醒事件的检测图7 TJA1145各模式状态关系 Can Operating Mode TJA1145内部集成的CAN收发器存在四种状态ActiveListen-OnlyOfflineOffile Bias状态。存在如下两种基本组合当TJA1145处于Normal状态时CAN收发器状态取决于CMC值如进入Offline或者Active或者Listen-only等当TJA1145处于Standby或者Sleep状态则CAN收发器始终处于Offline状态图8 TJA1145内部CAN收发器状态迁移图 CAN Active Mode CAN收发器在此模式下能够正常发送或接收数据当CMC0x01时CAN收发器处于Active状态VCC低压检测使能如果出现VCC电压就会直接切换到CAN Offline或者Offline Bias状态当CMC0x10时CAN收发器处于Active状态且VCC电压检测被抑制如果出现VCC电压异常不会影响到CAN Active正常切换(实际应用过程中优先统一配置成CMC0x10以降低状态不断反复切换) CAN Listen-only Mode 该模式下CAN发送器被关闭当TJA1145处于Normal状态且CMC0x11时CAN收发器状态就会处于Listen-only状态在该模式下如果TJA1145处于Normal状态且CMC0x1同时VCC电压低于90%那么就会始终在这个Listen-Only状态 CAN Offline与Offline Bias Mode 在CAN Offline模式下CAN收发器便会检测CAN总线以查看是否存在唤醒事件同时CWE1CAN H与CAN L始终偏置接地在CAN Offline Bias Mode下也会检测CAN总线是否存在唤醒事件只不过CAN H与CAN L会偏置2.5V当超过一段事件总线没有活动便会回归至CAN Offline模式下当TJA1145切换至Standby或者Sleep状态则会直接切换成此状态当TJA1145状态为Normal且CMC0x0则会将状态切换成CAN Offline模式当TJA1145状态为Normal且CMC01同时VCC90%,则也会将状态切换成CAN Offline模式 CAN Off Mode 当TJA1145状态为Off状态或者Overtemp状态时当Bat电压低于CAN接收器某个特定阈值电压时当BAT电压回升至某个特定阈值时便会进入到CAN Offline模式下常见寄存器配置说明在对TJA1145进行正常使用时无论是初始化过程还是正常对其进行控制我们都需要针对常见的TJA1145寄存器进行控制因此小T结合项目实战需要给大家列举了常用寄存器以及相关功能如下图9所示图9 常见寄存器配置说明 TJA1145使用注意事项使用TJA1145时如果需要使用其CAN FD Passive功能(0x2F寄存器设置 CFDC1)那么需要选用型号TJA1145/FD才具备TJA1145默认仅支持CAN帧格式的特定帧唤醒如果使能了VCC/VIO电压欠压监控如出现在缓升缓降的过程中就会导致TJA1145状态直接切换成sleep状态因此一般优先选择CMC0x10则抑制了电压欠压检测。
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