应用概述

PaaK 应用一般可分为两大类 — 主模块和卫星模块。可将主模块视为 PaaK 应用的大脑，因为所有外设节点（在 PaaK 应用中被称为卫星）都被重新链接到主模块。主模块相对简单，包括通信、电源、控制器以及 BLE SoC 和天线。

图 2 主 PaaK 模块：通用

图 3 主 PaaK 模块：包含 TCAN24XX

由于这是一个基于车辆的应用，数据速率相对较低，因此 CAN 或 LIN 总线专为 PaaK 应用的通信主干而设计。对于卫星模块（将存在于整个车辆中），其总体实现非常相似。

图 4 卫星 PaaK 模块：通用

图 5 卫星 PaaK 模块：包含 TCAN24XX

主要区别在于 BLE SoC 直接连接到通信接口，但不同子系统之间对电源以及 CAN 和 LIN 通信的需求保持不变。

为什么选择 TCAN24XX SBC 系列？

那么为什么 CAN SBC 比较适合？对 CAN 收发器的需求非常明显，但对集成度更高的 SBC 的需求却不是那么清楚。SBC 将功率调节与收发器相结合，回顾主模块以及卫星节点，因为两者都需要电源转换器以及 CAN 或 LIN 收发器。主模块电源块还包含看门狗计时器和电压监控器。纵观 TI 提供的 SBC 选项，我们会发现许多 SBC 集成了收发器、电源稳压器、看门狗计时器和电压监控器，当与 PaaK 主模块和卫星模块结合使用时，它可以取代除配套控制器和 BLE SoC +天线之外的其他组件。使用 SBC 可以减少 BOM 上的元素，并简化 PaaK 系统的硬件设计。

必须明确为何可以在此应用中使用 SBC，从而极大地降低这些类型系统的设计复杂性。这留下一个无解的大问题：应该使用什么 SBC？。通常，基于系统的答案可以包括 TI 提供的多个 SBC 选项，但请回顾 PaaK 与用户体验相关的主要问题：手机可能会首先连接到非理想节点，而主系统不 知道 每个卫星模块的物理位置，因此连接至正确节点的过程可能需要足够长的时间，从而降低用户体验。还有一个问题是，在发动机关闭时汽车蓄电池为此应用供电，因此降低功耗对于延长蓄电池寿命至关重要。对于较轻的负载，TCAN24xx 系列器件使用双用 WAKE/ID 引脚以及降压转换器输出上的 PFM 模式。TCAN24XX 系列器件上有四个 ID 引脚。这些 ID 引脚可保持悬空、拉高或拉低状态，因此每个 ID 引脚有三种可能的状态，总共提供 3^4 或 81 个不同的 ID 选项。设计人员可以根据 ID 引脚的配置，为每个 TCAN24xx 分配本地外部 ID。这可以实现基于 CAN SBC 位置的车辆编码映射。这对系统架构师有益，并且此信息可集成到与所有卫星模块链接的 PaaK 模块中，以便主模块 知道 每个 ID 的位置。这样做的另一个好处是，除了每个 TCAN24xx 设备上的 ID 引脚配置都可以以相同的方式设置之外，主模块的大部分设计都可以复制到每个卫星节点，主要区别在于 ID1–ID4 的连接方式（通过电阻器连接到 GND、通过电阻器连接到 VBAT，或只是保持悬空）。另一方面，由于 CAN 模块必须打开才能进行 软切换，因此 SBC 的 VCC1稳压器必须打开。TCAN24xx 系列采用降压转换器，轻载时默认切换至脉冲频率调制 (PFM) 模式，以保持更高效率；需要注意的是，直接效率会因系统设置和降压转换器外部元件而异。BLE 节点在广播时所需的电流通常将低于 100uA，而使用 TCAN24xx 器件系列上的降压转换器，即使降压模块运行，电池总电源电流也可 ≤100uA。这突出了可在 PaaK 应用中利用的两项特性，允许进行物理位置编码以及使用 PFM 模式的降压，从而在较低负载电流下实现更高效率，通常允许在轻载 (< 100uA) 时 VCC1 处于活动状态时，睡眠电流小于 100uA。

一个主要优势是使用 TCAN24xx 器件时简化了设计过程。假设整个系统中有 10 个不同 BLE 卫星节点的车辆。这通常需要 10 种可能类似的不同节点设计，但为了验证 蓝牙™ 连接的稳健性，通常需要包含某种类型的位置编码。这会导致 10 个非常相似的模块，每个模块需要一个指定的位置，例如，模块 1 只能在模块 1 设计的位置运行。如果使用 TCAN24xx，则所有 10 个节点的设计都可以保持完全相同，因为 ID 引脚可以在车辆装配级进行配置。这是因为 ID 引脚只需要一个串联电阻，然后可以连接到 VBAT、GND 或保持悬空。这种分配通常可以在连接器本身完成，以便卫星模块的每个 ECU 可以互换，唯一需要更改的是连接器的布线方式。回顾使用 TCAN24XX 设备时的 10 节点系统每个节点——现在不再将每个模块锁定在汽车的特定位置，而是可以将任何 ECU 放置在任何节点，因为唯一需要改变的是 ID 引脚的接线，这通常可以通过连接器完成。这不仅通过可互换的 ECU 简化了组装，而且还简化了设计，因为只需要一个设计而不是多个（在本例中是 10 个）。

结语

随着汽车与先进电子产品的集成度越来越高，嵌入其中的功能集也变得越来越复杂。随着可改善汽车系统用户体验的功能激增，手机即钥匙 (PaaK) 等应用在新设计的系统中更为常见。为了满足应用的要求，整个系统中散布了多个 BLE 节点，可通过 CAN 或 LIN 通信与主主机节点通信。使用 TCAN24xx 系列中的器件，不仅可以满足系统的许多通信、电源和保护要求，还可以通过 ID 引脚对每个节点位置进行编码，从而更无缝地转换到系统内的 BLE 节点。