Le aspettative di viaggio e di interazione umana con i veicoli stanno cambiando radicalmente. Pertanto, le mega tendenze di maggiore connettività, guida autonoma ed elettrificazione stanno spingendo l'evoluzione dei cablaggi automobilistici e guidando la crescente domanda di trasmissione dati ad alta velocità e larghezza di banda per realizzare sistemi avanzati di assistenza alla guida. Tutto ciò deve essere protetto da picchi e sovratensioni ESD.
I cablaggi tradizionali e le reti di bordo hanno subito una trasformazione significativa. Il cablaggio classico dell'architettura piatta sta cambiando in un'architettura di dominio e zonale con Automotive Ethernet come dorsale (vedi SEED offre protezione ESD conforme a OPEN Alliance). Tuttavia, i bus periferici devono ancora trasmettere più dati, quindi nuove versioni dei protocolli esistenti si stanno facendo strada nelle reti dei veicoli. Il bus CAN è sinonimo di reti di bordo, ma era limitato a 1 Mbit/s fino al lancio di CAN-FD (Flexible Data), che copre velocità fino a 12 Mbit/s e offre vantaggi critici necessari per le future applicazioni ADAS.
Architettura zonale della rete di bordo
2 Mbit/s è il limite di implementazione tipico adatto a molte applicazioni che non richiedono velocità di trasmissione dati più elevate. CAN-FD utilizza gli stessi livelli di segnale differenziale del CAN ad alta velocità. L'aumento della velocità di trasmissione dei dati si ottiene accorciando gli stati dominanti e recessivi di un messaggio di invio. Questa tecnica aumenta i requisiti sul livello fisico e poiché i sistemi diventano più sensibili per quanto riguarda EMC ed ESD, richiede una protezione ESD aggiuntiva e discreta per migliorare la robustezza ESD del sistema a un livello affidabile.
Oltre ai requisiti OEM per auto, i dispositivi di protezione ESD devono soddisfare gli standard del settore come IEC61000-4-2 o ISO10605 per il settore automobilistico. Per il bus CAN (FD), i dispositivi ESD devono essere a corto di batteria e resistenti all'avviamento di emergenza secondo ISO16750-2 (26 V) o norme interne (28 V). È inoltre necessaria la conformità a IEC62228-3 in combinazione con un ricetrasmettitore CAN (Emissioni, Immunità: DPI, Impulsi, ESD). Inoltre, requisiti comuni per CAN sono la capacità del diodo da 17 pF a 30 pF max e per CAN-FD da 6 pF a 10 pF, poiché la velocità dei dati è maggiore e l'integrità del segnale è più critica, così come l'adattamento della capacità. Pertanto, Nexperia ha migliorato la sua serie di prodotti IVN e ha sviluppato una nuova generazione su misura per i requisiti CAN-FD. La nuova serie PESD2CANFDx è disponibile in diverse configurazioni di voltaggio, capacità e contenitori pur essendo 2x qualificata AEC-Q101.
I vantaggi di andare senza piombo
I vantaggi del CAN-FD senza piombo nei contenitori DFN rispetto ai classici contenitori SOT non sono solo un notevole risparmio di spazio sul PCB, ma soprattutto la migliore integrità del segnale che è fondamentale per la protezione degli SSD. Per l'integrità del segnale, il routing è un punto cruciale. Anche se la capacità parassita deteriora la qualità del segnale, a capacità molto basse, l'instradamento che viene eseguito per collegare il pacchetto gioca un ruolo importante. Il risultato generale più importante è conforme alle migliori pratiche di progettazione dell'integrità del segnale: evitare di commutare i livelli, evitare l'uso di stub.
I parametri S sono un modo comune per misurare l'integrità del segnale. I parametri mostrati sono la perdita di inserzione differenziale (S21dd), la perdita di ritorno (S11dd) e la conversione da differenziale a modo comune (S21dc). Le seguenti misurazioni vengono eseguite con un VNA e il sistema è stato calibrato sulla punta della sonda, in modo che le tracce prima e dopo l'impronta non vengano eliminate. La Figura 3 mostra gli stessi schemi di routing con un PESD2CANFD24V-T in SOT23, PESD2CANFD24V-QB in DFN1110D-3, entrambi con max. la capacità del diodo di 6 pF e le linee tratteggiate si riferiscono al caso di tracce diritte senza alcuna impronta. Si vede che le prestazioni molto simili delle impronte vuote iniziano a deviare quando vengono montati i dispositivi. Qui, i cavi del pacchetto SOT23 appaiono come stub e la struttura più grande all'interno del pacchetto aggiunge maggiori parassiti. In quanto tale, la soluzione DFN mostra una migliore integrità del segnale, specialmente per la perdita di inserzione (IL) e la conversione di modo comune (MC) rispetto all'alternativa con cavo.
Confronto parametri S di no footprint, PESD2CANFD24V-T e PESD2CANFD24V-QB
Per informazioni più specifiche sui prodotti e schede tecniche, dai un'occhiata all'ultima tabella di selezione.
