EEPW论坛

QBD1044(CAN2.0B CANFD)

3.3V & 5V  High-speed CAN transceiver with Standby mode

1       General description

The QBD1044 is high-speed CAN transceivers It provides an interface between a Controller Area Network (CAN) protocol controller and the physical two-wire CAN bus. The transceiver is designed for high-speed CAN applications in the automotive industry, providing the differential transmit and receive capability to (a microcontroller with) a CAN protocol controller.

The QBD1044 offers a feature set optimized for 12V and 24V automotive applications, with significant improvements over Chipsmi's  first- and second-generation CAN transceivers, suchas the QBD1040, and excellent ElectroMagnetic Compatibility (EMC) performance. Additionally, the QBD1044 features:

• Ideal passive behavior to the CAN bus when the supply voltage is off

• A very low-current Standby mode with bus wake-up capability

• Excellent EMC performance at speeds up to 5Mbps even without a common mode choke

• QBD1044 can be interfaced directly to MCU with supply voltages from 3V to 5 V

• QBD1044 Can work with Power supply from 3V to 5 V

These features make the QBD1044 an excellent choice for all types of HS-CAN networks, in nodes that require a low-power mode with wake-up capability via the CAN bus.

The QBD1044 implements the CAN physical layer as defined in ISO 11898-2:2016 and SAE J2284-1 to SAE J2284-5. The QBD1044 is specified for data rates up to 5 Mbit/s. Additional timing parameters defining loop delay symmetry are specified for the other variants. This implementation enables reliable communication in the CAN FD fast phase at data rates up to 5 Mbit/s.

• Fully functional compatible with the TJA1044 device and TI SN65HVD230.

• Vdd power supply compatible with 3.3 V and 5 V devices.

• Input levels compatible with 3.3 V and 5 V devices.

• Fully ISO 11898-2:2016 and SAE J2284-1 to SAE J2284-5 compliant

• Very low-current Standby mode with host and bus wake-up capability

• Optimized for use in 12 V and 24V automotive systems

• Dark green product (halogen free and Restriction of Hazardous Substances (RoHS) compliant)

• Differential receiver with wide common-mode range for high ElectroMagnetic Immunity (EMI).

• An unpowered node does not disturb the bus lines.

• Transmit Data (TXD) dominant time-out function.

• Silent mode in which the transmitter is disabled.

• Bus pins protected against transients in an automotive environment.

• Functional behavior predictable under all supply conditions

• Transceiver disengages from bus when not powered (zero load)

• Transmit Data (TXD) and bus dominant time-out functions

• Internal biasing of TXD and STB input pins

• High ESD handling capability on the bus pins (8 kV IEC and HBM)

• Bus pins protected against transients in automotive environments

• Thermally protected

• Timing guaranteed for CAN FD data rates up to 5 Mbit/s

• Improved TXD to RXD propagation delay of 210 ns

3   Quick reference data

Table 1. Quick reference data

4   Block diagram

High-speed CAN transceiver with Standby mode

5    Pinning information

 Pinning (SOP8 & DFN3X3)

Fig 2. Pin configuration diagrams

Pin description

Table 3. Pin description

6    Functional description

– Operating modes

The QBD1044 supports two operating modes, Normal and Standby. The operating mode is selected via pin STB. See Ta ble 4 for a description of the operating modes under normal supply conditions.

Table 4. Operating modes

[1]   ‘x’ = don’t care.

• Normal mode

A LOW level on pin STB selects Normal mode. In this mode, the transceiver can transmit and receive data via the bus lines CANH and CANL (see Figure 1 for the block diagram). The differential receiver converts the analog data on the bus lines into digital data which is output on pin RXD. The slopes of the output signals on the bus lines are controlled internally and are optimized in a way that guarantees the lowest possible EME.

A HIGH level on pin STB selects Standby mode. In Standby mode, the transceiver is not able to transmit or correctly receive data via the bus lines. The transmitter and

Normal-mode receiver blocks are switched off to reduce supply current, and only a low-power differential receiver monitors the bus lines for activity.

In Standby mode, the bus lines are biased to ground to minimize system supply current. The low-power receiver is supplied from VIO (VCC in non-VIO variants) and can detect CAN bus activity even if VIO is the only available supply voltage. Pin RXD follows the bus after a wake-up request has been detected. A transition to Normal mode is triggered when STB is forced LOW.

The QBD1044 wakes up from Standby mode when a dedicated wake-up pattern (specified in ISO 11898-2:2016) is detected on the bus. This filtering helps avoid spurious wake-up events. A spurious wake-up sequence could be triggered by, for example, a dominant clamped bus or by dominant phases due to noise or spikes on the bus.

The wake-up pattern consists of:

– a dominant phase of at least twake(busdom) followed by

– a recessive phase of at least twake(busrec) followed by

– a dominant phase of at least twake(busdom)

Dominant or recessive bits between the above mentioned phases that are shorter than twake(busdom) and twake(busrec) respectively are ignored.

The complete dominant-recessive-dominant pattern must be received within tto(wake)bus to be recognized as a valid wake-up pattern (see Figure 3). Otherwise, the internal wake-up logic is reset. The complete wake-up pattern will then need to be retransmitted to trigger a wake-up event. Pin RXD remains HIGH until the wake-up event has been triggered.

After a wake-up sequence has been detected, the QBD1044 will remain in Standby mode with the bus signals reflected on RXD. Note that dominant or recessive phases lasting less than tfltr(wake)bus will not be detected by the low-power differential receiver and will not be reflected on RXD in Standby mode.

A wake-up event is not flagged on RXD if any of the following events occurs while a valid wake-up pattern is being received:

– The QBD1044 switches to Normal mode

– The complete wake-up pattern was not received within tto(wake)bus

– A VCC or VIO undervoltage is detected (VCC < Vuvd(swoff)(VCC) or VIO < Vuvd(swoff)(VIO); see Section 7.3)

A 'TXD dominant time-out' timer is started when pin TXD is set LOW. If the LOW state on this pin persists for longer than tto(dom)TXD, the transmitter is disabled, releasing the bus lines to recessive state. This function prevents a hardware and/or software application failure from driving the bus lines to a permanent dominant state (blocking all network

communications). The TXD dominant time-out timer is reset when pin TXD is set HIGH. The TXD dominant time-out time also defines the minimum possible bit rate of approximately 25 kbit/s.

• Internal biasing of TXD and STB input pins

Pins TXD and STB have internal pull-ups to VCC (VIO for variants with a VIO pin) to ensure a safe, defined state in case one or both of these pins are left floating. Pull-up currents flow in these pins in all states; both pins should be held HIGH in Standby mode to minimize supply current.

The output drivers are protected against overtemperature conditions. If the virtual junction temperature exceeds the shutdown junction temperature, Tj(sd), both output drivers are disabled. When the virtual junction temperature drops below Tj(sd) again, the output drivers recover once TXD has been reset to HIGH. Including the TXD condition prevents output driver oscillation due to small variations in temperature.

7   Limiting values

Table 5. Limiting values

In accordance with the Absolute Maximum Rating System (IEC 60134). All voltages are referenced to GND.

Table 7. Static characteristics

Tvj = -40 °C to +150 °C; VCC = 3.0V to 5.5 V; RL = 60 W; CL = 100 pF unless specified otherwise; All voltages are defined with respect to ground. Positive currents flow into the IC.[2]

Table 7. Static characteristics …continued

Tvj = -40 °C to +150 °C; VCC = 3.0V to 5.5 V; RL = 60 W; CL = 100 pF unless specified otherwise; All voltages are defined with respect to ground. Positive currents flow into the IC.[2]

9   Dynamic characteristics

Table 8. Dynamic characteristics

Tvj = -40 °C to +150 °C; VCC = 3.0V to 5.5 V;; RL = 60 W; CL = 100 pF unless specified otherwise. All voltages are defined with respect to ground.[2]

High-speed CAN transceiver with Standby mode

10  Application information

• Application diagram

• Application hints

Further information on the application of the QBD1044 can be found in Chipsmi application hints AH1308 Application Hints - Standalone high-speed CAN transceivers Mantis QBD1044.