Hochintegrierter SiP-Baustein für stromsparende LIN-Anwendungen
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Der „Local Interconnect Network“-Bus (LIN) ist mittlerweile als kostengünstige Netzwerklösung etabliert: Die Anzahl der im Fahrzeug verbauten LIN-Knoten steigt unaufhaltsam. Dieser Artikel beschreibt, wie Entwickler kostengünstige, kleine und stromsparende LIN-Applikationen...
Hochintegrierter SiP-Baustein für stromsparende LIN-Anwendungen
Der „Local Interconnect Network“-Bus (LIN) ist mittlerweile als kostengünstige Netzwerklösung etabliert: Die Anzahl der im Fahrzeug verbauten LIN-Knoten steigt unaufhaltsam. Dieser Artikel beschreibt, wie Entwickler kostengünstige, kleine und stromsparende LIN-Applikationen entwerfen können, und stellt eine typische Beispielapplikation vor.
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Die vier Komponenten LIN-Transceiver, Watchdog, Spannungsregler und Mikrocontroller bilden die Grundlage für nahezu jede LIN-Applikation (Bild 1). Transceiver, Watchdog und Spannungsregler werden häufig in einem System-Basis-Chip (SBC) integriert. Beim neuen System-in-Package (SiP) von Atmel wird neben dem SBC noch ein Mikrocontroller im selben Gehäuse untergebracht. Die hohe Integration erlaubt es, die Anzahl der externen Bauteile im Idealfall auf eine Handvoll Pufferkondensatoren und einen Pull-up-Widerstand am Reset-Pin zu reduzieren. Durch die kleine Bauform (QFN-Gehäuse; 5 mm × 7 mm) lassen sich platzsparende Applikationen realisieren, was neben den Aufbau- auch die Platinenkosten reduziert.
Konformitäts- und EMV-Tests erfolgreich abgeschlossen
Der Spannungsregler kann die angeschlossenen Schaltungsteile mit mindestens 50 mA über den kompletten Automobil-Temperaturbereich und bis zu einer Batteriespannung von +40 V versorgen. Für den LIN-SBC ATA6624 liegen alle für eine OEM-Freigabe notwendigen Prüfungen vor. Diese enthalten unter anderem den LIN-Konformitätstest und einen EMV-Test.
Neben dem ATA6624 ist im neuen SiP der AVR-Mikrocontroller ATtiny167 integriert, der speziell für Automotive-LIN-Anwendungen entwickelt wurde. Der ATtiny167 enthält 16 Kbyte Flash-Speicher und jeweils 512 byte SRAM bzw. EEPROM.
Als Alternative dazu kann auch der Silent-Modus ausgewählt werden, bei dem LIN-Transceiver und Watchdog abgeschaltet sind, der Spannungsregler aber aktiv bleibt. Dadurch kann der Mikrocontroller weiterhin alle notwendigen Funktionen ausführen. Der Strombedarf des SBC im Silent-Modus liegt typischerweise bei 57 μA. Um unter der 100-μA-Grenze für das Gesamtbauteil zu bleiben, muss auch die Stromaufnahme des Mikrocontrollers reduziert werden. Zu diesem Zweck gibt es im ATtiny167 vier verschiedene Stromsparmodi, die jeweils unterschiedliche Module des Mikrocontrollers abschalten (Tabelle):
- Ruhezustand (idle mode).
- A/D-Wandler-Rauschunterdrückungsmodus.
- Power-down-Modus.
- Stromspar-Modus (Power-save).
Dadurch lässt sich ein den spezifischen Anforderungen angepasster Funktionsumfang aufrecht halten. Zusätzlich können einzelne, nicht benötigte Module manuell abgeschaltet werden.
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- Automatische Erkennung der Knotenposition
