CAN Transceiver : Application (TI : SN65HVD230,231,232)

 

 

 

▶ 3.3V CAN TRANSCEIVER

 

 

CAN 통신 프로젝트의 중요 부품이라고 할 수 있는 CAN TRANSCEIVER에 대해 알아 보겠다. 위의 그림에서 보시다 시피 SN65HVD230~2의 CAN TRANSCEIVER는 Texas Instruments사의 CAN controllers를 가지고 있는 DSP에서 사용될 수 있도록 고안된 것이다. 이것은 ISO 11898 표준 규격에 따라 CAN serial communication physical layer에서 사용되고 있는데 각각의 CAN TRANSCEIVER는 1Mbps의 속도까지 데이터를 주고 받을 수 있다.

 

★ FEATURES

1. 3.3V 전원으로 작동

2. 저전력모드

3. ESD Protection (16 kV HBM초과시)

4. 버스상의 120개의 노드들을 위해 HIGH Input Impedance 허용

5. 신호의 품질향상을 위해 Driver Output Transition Time을 제어

6. 전원이 없는 노드는 버스상에 간섭이 없다.

7. ISO 11898 물리계층과 호환

8. 저전류(370 uA)에서는 Standby Mode

9. 저전류(40 nA)에서는 Sleep Mod

10. 1Mbps 속도 지원

11. Termal Shutdown 보호

12. open circuit fail-safe design

13. Glitch-Free Power-up and Power-Down Protection for Hot-Plugging Application

 

위와 같이 캔통신의 물리적 계층에서 사용되어지는 전반적인 특징을 가지고 있는 트렌시버는 8개의 핀을 가지고 있는데 각각이 나타낸것은 다음 그림과 같다.

 

< 그림 1 >

 

그림 1은 이번 프로젝트에서 사용되는 SN65HVD231에 관한 핀부분과 회로도를 나타내고 있다. 우선 캔 트렌시버는 8개의 핀으로 구성되어 있는데 각각에 대해 간략히 설명하자면 CANL/CANH LOW/HIGH 버스의 출력이고 D는 드라이버 입력, R은 Receiver 출력, Vcc 공급전력, Vref Reference output이고 Rs는 standby/slope control하는 부분으로서 DSP와 연결되는 부분이 되겠는데 이 부분이 high logic level일 경우 driver와 receiver 모두가 스위치가 off되고 회로가 다시 low logic level이 될때까지 sleep mode로 남아있게 된다. 이러한 특성으로 인해 standby mode와 sleep mode에 대한 컨트롤이 가능해지는 것이다. 그리고 Vref에 대해 좀 더 설명을 하자면 Vcc/2 V 정도의 값을 이용할 수 있다.

 

★Operating Mode

트렌시버에 관한 운영모드를 제어하는 부분은 위 단락에서도 설명하다시피 Rs 8핀이 되겠다. 이 핀은 세가지 다른 운영모드를 제공하는데 그것들은 High speed mode,slope control mode, low power mode가 되겠다. 이것들 각각에 대해 살펴보자.

 

High-Speed

High speed modesms Rs핀을 logic low상태가 되었을 사용될 수 있는 모드이다. 이 모드는 일반적으로 산업응용분야에서 주로 사용되는 모드로서 내부적으로 output rise와 fall 의 slope의 제한이 없이 가능한 빠른 스튀칭으로서 출력값을 생성해 내는 방식이다. 이 모드에서의 제한인 오직 케이블의 길이와 전자파의 방사에 관해서 일뿐 다른 제한은 두지 않고 운영이 된다.

 

만약 low power standby mode 상에서 DSP의 출력핀과 바로 연결되어 있다면 high speed 운영을 위한 logic low level(< 1V) 과 standby를 위한 logic high level사이는 스위치를 위해 사용되어 질 수 있다. 그러므로 이것을 통해 활동하는냐와 대기하고 있느냐의 차이를 만들어 낼 수 있는 것이다.

 

 

Slope Control

전자기적 호환성은 시스템의 비용을 줄이는 보호막이 없는 버스 케이블을 사용하는 많은 응용분야에 필수적이다. 그러므로 이와같은 전자기적인 영향을 줄이기 위해 빠른 rise time을 발생시켰는데 트렌시버 driver의 출력은 Rs와 연결된 저항을 조절하여 이 slope를 제어할 수 있다. 따라서 driver의 출력값의 slope는 핀의 output 전류와 비례하게 된다. slope 제어를 구현하기 위해서는 각각의 연결된 적절한 저항값을 설정해 주어야 한다. 만약 10K옴의 저항을 사용하게 되면 slew rate는 15V/us가 될수 있고 100k옴이 되면 2V/us가 되는데 이것에 따른 slope의 형태가 다르게 된다.

아래 그림을 보면 그것의 차이를 느끼게 될것이다.

 

 

 

우리는 주로 Rs핀에 관한 설정을 스위칭해줌으로서 캔에 대한 모드 전환이 이루어 짐을 알 수 있었다. 따라서 Rs핀이 logic high 상태 즉, standby 상태에서는 저전류가 흐르게 되고 오직 듣기만이 가능한 상태, 즉 driver는 스위치 off되고 receiver만 active되는 것이다. 한마디로 버스상에서 수동적인 상태로 전환된다고 이해하시는 편이 빠를거다. 이와같은 상태에서 버스상에 우성상태가 뜨게 되면 바로 DSP는 그것을 센싱하여 driver를 active시키는 것이다.

 

Loop propagation delay

트렌시버 전파지연은 driver의 입력에서 출력까지와 receiver의 입력부터 출력까지 나오는데 걸리는 시간의 합으로 구성된다. 루프 지연은 slope control의 사용에 따라 증가하게 되는데 이렇게 증가된 루프지연은 전체 버스의 길이를 줄이는 역할을 한다. 왜냐하면 전체 시스템에서의 CAN bit-timing 요구를 만족하기 위해서라고 할 수 있다. 따라서 slope control 에 관련된 slew rate와 버스의 길이간에는 trade off가 존재하게 된다.

 

참조 : http://blog.naver.com/mith80?Redirect=Log&logNo=60019681056