Couverture ElectroniqueS n°127

L'un des inconvénients du bus CAN est sa faible distance de couverture, d'où l'utilité d'un répéteur. Naguère réalisé avec des composants discrets, ce dernier est, à l'instar de l'AMIS-42700 récemment introduit par AMI Semiconductor, devenu monopuce. Une intégration des fonctions qui, outre les avantages traditionnels qu'elle procure, ouvre la voie à un champ d'applications élargi pour les réseaux CAN. Développé dès le début des années 80, avec les applications automobiles en ligne de mire, le protocole de système de bus série CAN (Controller area network) a été normalisé en 1993 (en tant qu'Iso 11898-2). Il est désormais implanté dans de nombreux circuits électroniques, disponibles auprès de multiples fabricants, pour une gamme d'applications qui ne sont plus aujourd'hui circonscrites au seul secteur automobile. L'un des inconvénients affectant les premiers réseaux CAN était qu'ils ne pouvaient couvrir de grandes distances. Les répéteurs CAN, tel l'AMIS-42700 (figure 1) récemment introduit, ont permis de résoudre ce problème et ont également ouvert la voie à un champ d'applications élargi. A cet égard, nous mentionnerons : les élévateurs/ascenseurs, les systèmes de contrôle industriels et de sécurité, où les distances physiques à couvrir prohibaient jusqu'à présent l'utilisation de cette technologie. A l'origine, les répéteurs CAN étaient bâtis autour de solutions à composants discrets. Avec les progrès réalisés dans le domaine des technologies de semiconducteurs mixtes, le répéteur CAN sur une puce est désormais une réalité. Ces avancées, synonymes d'une réduction de la taille et de la consommation électrique des circuits, mais aussi d'une plus grande robustesse face aux environnements hostiles, ont permis de concevoir des répéteurs CAN plus performants sous forme d'Asic et d'ASSP. Ces derniers représentent de ce fait une alternative de plus en plus attrayante à l'alternative discrète, qui exige des émetteurs-récepteurs et des microcontrôleurs séparés. En termes d'applications futures, les technologies mixtes pourront être mises à profit pour réaliser un Asic faisant office de passerelle économique entre, par exemple, des réseaux CAN et LIN. En outre, avec la disponibilité des blocs IP standard, il sera facile d'intégrer des fonctions supplémentaires, ou une certaine forme d'intelligence, dans un Asic. De fortes contraintes environnementales Une tendance générale en électronique est que les circuits se trouvent confrontés à des environnements de plus en plus difficiles. Les applications mettant en &oelig;uvre des répéteurs CAN ne font pas exception à la règle. Le secteur automobile, en particulier, est l'un des plus délicats, aussi bien sur le plan mécanique que sur les plans thermique et électrique. Les répéteurs CAN sont souvent installés sous le capot de la voiture, où l'impérieuse nécessité d'isoler le conducteur et les passagers du bruit et des vibrations entraîne une hausse des températures ambiantes. A l'extrême opposé, les limites basses de température sont toujours définies par les climats les plus froids où le véhicule peut être utilisé. Le résultat est que les répéteurs CAN monopuces doivent – et sont spécifiés pour – fonctionner sur la plage - 40°C à + 125°C. Se trouvant en étroite proximité d'autres circuits électroniques, qui se composent aussi bien de circuits numériques sensibles, tels les systèmes de contrôle du moteur (ECU), que d'organes à haute tension électriquement bruyants comme les alternateurs, les répéteurs CAN sont tenus de prés enter un faible niveau d'émissions électromagnétiques. Par ailleurs, ils doivent être immunisés contre ces mêmes émissions parasites générées par les autres composants du véhicule. Concevoir le répéteur, de façon à ce qu'il puisse supporter en entrée réception une large gamme de tensions de mode commun (± 35 V), assure une bonne susceptibilité électromagnétique. De même, un niveau d'émission électromagnétique très bas est obtenu par le biais d'une adaptation rigoureuse des signaux de sortie. Les autres caractéristiques d'une conception électronique qui augmentent la robustesse globale du système sont : un haut degré de protection contre les décharges électrostatiques, soit ± 8 kV selon le modèle du corps humain (HBM) ; et une protection thermique qui coupe le répéteur, en cas de fonctionnement continu à très haute température, à même d'endommager ses circuits internes. Les vibrations sont également une cause courante de défaillance pour les modules électroniques et, ici encore, le domaine automobile est particulièrement concerné. Un répéteur CAN monopuce sera peu sensible aux vibrations, dans la mesure où toutes les connexions sont câblées et encapsulées. Les cartes traditionnelles à composants discrets soudés craignent davantage les vibrations, notamment lorsque celles-ci sont couplées à des variations cycliques de température. Ces deux phénomènes représentent une menace pour tous les raccords soudés.

Le répéteur sur une puce étend les applications du bus CAN

Couverture ElectroniqueS n°127

IBM grave les premières puces en 2 nm en abandonnant les FinFET

Zeta, le protocole LPWAN made in China, arrive en Europe

Harting invente le connecteur électronique sur mesure

Le répéteur sur une puce étend les applications du bus CAN

Dans la même rubrique

Couverture ElectroniqueS n°127

IBM grave les premières puces en 2 nm en abandonnant les FinFET

Zeta, le protocole LPWAN made in China, arrive en Europe

Harting invente le connecteur électronique sur mesure