本發(fā)明涉及集成電路，具體涉及一種自適應(yīng)輸入阻抗的can通訊驅(qū)動電路。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)電子和汽車電子中，can總線通訊因為其速度快，抗干擾能力強(qiáng)，在總線互聯(lián)通訊中應(yīng)用極為廣泛，can總線通訊一般分為協(xié)議控制和can物理層。協(xié)議控制分為主機(jī)和從機(jī)，在汽車應(yīng)用中，主機(jī)和從機(jī)節(jié)點距離較遠(yuǎn)，因此在主機(jī)端和從機(jī)端都需要專用的can物理層芯片進(jìn)行信號驅(qū)動轉(zhuǎn)換，如圖1所示：主機(jī)（master）會通過本地的tx/rx接口，將數(shù)據(jù)傳輸給傳輸芯片1（can?phy芯片），傳輸芯片1芯片會將單端信號轉(zhuǎn)換為共模接口信號并通過canh/canl總線進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，從機(jī)（slave）端的傳輸芯片2（can?phy芯片）接收到canh/canl的信號后，將其轉(zhuǎn)換為本地的單端信號tx/rx，并傳輸給從機(jī)模塊，完成數(shù)據(jù)傳輸。

2、在汽車電子應(yīng)用中，canh和canl這兩條通訊總線的從機(jī)設(shè)備多種多樣，并且在不同應(yīng)用中的從機(jī)數(shù)量也不同，當(dāng)can?總線上的節(jié)點數(shù)目不同時，can總線的等效阻抗也會發(fā)生較大的變化，當(dāng)?shù)刃ё杩拱l(fā)生變化時，can?總線上的節(jié)點在傳輸高低電位時其驅(qū)動電壓也會發(fā)生變化，這就有可能導(dǎo)致部分節(jié)點的can總線接口驅(qū)動輸出特性無法滿足總線系統(tǒng)的電磁兼容性和信號完整性，并導(dǎo)致通訊異常，引起系統(tǒng)性風(fēng)險。

3、為了提高can總線接口端的耐壓，can?phy芯片在輸出級通常采用耐高壓mos管和防反二極管結(jié)合的驅(qū)動方式。通常將can總線芯片輸出電流，在外置負(fù)載rload上產(chǎn)生的總線壓差為高電平壓降定義為顯性模式，將can總線芯片關(guān)斷輸出電流，外置負(fù)載rload上產(chǎn)生的總線壓差為低電平壓降定義為隱性模式，傳統(tǒng)的can總線芯片驅(qū)動級如圖2所示：ib為驅(qū)動輸出參考電流源，在顯性狀態(tài)時，en_dom=1，canl端通過n2與n1的鏡像，icanl=idom=β*ib，β為n2與n1的尺寸比，canh端通過p2鏡像p1的電流，icanh=ip2=β*ip1=β*in3=β*ib=icanl。使得在隱性至顯性狀態(tài)時，高邊canh和低邊canl的電流相等，達(dá)到了輸出驅(qū)動匹配的目的，此時顯性差分電壓vdom=vcanh-vcanl=icanh*rload。在隱性狀態(tài)時，en_dom=0，n6開啟，將n2的gate端下拉至gnd，n2關(guān)斷idom=0,同時，p3開啟，將p2的gate端上拉至電源vcc，p2關(guān)斷，idom=0，此時隱性差分電壓vrec=0。

4、但該方案在應(yīng)對車規(guī)can收發(fā)芯片的異常保護(hù)中有兩個缺點：

5、1.在can總線通訊時顯性模式和隱性模式兩種狀態(tài)的切換速度過快，沒有進(jìn)行斜率控制，會在通訊時產(chǎn)生較大的噪聲干擾。

6、2.?當(dāng)can總線上的節(jié)點不同導(dǎo)致rload變化時，rload會發(fā)生較大的差異，從而使vdom的一致性較差，這就有可能使總線上的設(shè)備無法正確識別出can總線的狀態(tài)。

7、可見，傳統(tǒng)的can收發(fā)芯片的驅(qū)動輸出電路無法滿足車載應(yīng)用中系統(tǒng)對can收發(fā)芯片多節(jié)點高信號完整性，低電磁輻射干擾的需求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提出一種自適應(yīng)輸入阻抗的can通訊驅(qū)動電路，可以提高車載can總線芯片在通訊輸出過程中的阻抗匹配的特性，從而使can總線芯片的接口有更好的驅(qū)動兼容特性及信號完整特性。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)輸入阻抗的can通訊驅(qū)動電路，包括：

3、輸出電壓監(jiān)控電路、canh逐級開啟控制電路、canl逐級開啟控制電路、canh自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路、canl自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路；

4、所述輸出電壓監(jiān)控電路用于檢測canh端口的電壓和canl端口的電壓，并將檢測到的canh端口的電壓和canl端口的電壓分別與canh的基準(zhǔn)值和canl的基準(zhǔn)值做對比，輸出第一比較結(jié)果信號和第二比較結(jié)果信號；

5、所述canh自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路和所述canl自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路均包括多個并聯(lián)的支路，每條所述支路上包括串聯(lián)的開關(guān)和電阻；

6、在顯性模式下：

7、當(dāng)canh端口的電壓未達(dá)到其基準(zhǔn)值時，所述canh逐級開啟控制電路接收所述第一比較結(jié)果信號；當(dāng)所述canl端口的電壓未達(dá)到其基準(zhǔn)值時，所述canl逐級開啟控制電路接收所述第二比較結(jié)果信號；

8、所述canh逐級開啟控制電路根據(jù)所述第一比較結(jié)果信號,在時鐘信號的驅(qū)動下，輸出開關(guān)控制信號sp<1:m>（m為大于1的整數(shù)），來控制所述canh自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路中的所述m條并聯(lián)支路中的開關(guān)逐級閉合,?從而將電阻逐級并聯(lián)，使得canh端口的電壓最終達(dá)到基準(zhǔn)值；

9、所述canl逐級開啟控制電路根據(jù)所述第二比較結(jié)果信號,在時鐘信號的驅(qū)動下，輸出開關(guān)控制信號sn<1:n>（n為大于1的整數(shù)），來控制所述canl自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路中的所述n條并聯(lián)支路中的開關(guān)逐級閉合,?從而將電阻逐級并聯(lián)，使得canl端口的電壓最終達(dá)到基準(zhǔn)值。

10、可選方案中，所述canh逐級開啟控制電路包括：

11、第一與門和級聯(lián)的m個canh單級開啟控制電路；每個所述canh單級開啟控制電路包括第一觸發(fā)器、第二反相器和第二與門；

12、第一個所述canh單級開啟控制電路的第一觸發(fā)器的輸入端用于輸入所述第一比較結(jié)果信號，后面的所述canh單級開啟控制電路的第一觸發(fā)器的輸入端連接于前一個所述canh單級開啟控制電路的所述第二與門的輸出端；

13、所述canh單級開啟控制電路的第一觸發(fā)器的輸出端連接于所述第二反相器的輸入端；所述第二與門的一個輸入端與所述第一觸發(fā)器的輸入端連接，另一個輸入端連接于所述第二反相器的輸出端；各所述第二反相器的輸出端分別輸出所述開關(guān)控制信號sp<1:m>；各所述第一觸發(fā)器的復(fù)位端用于輸入使能信號en_dom；

14、所述第一與門的一個輸入端用于輸入所述第一比較結(jié)果信號，另一個輸入端用于輸入時鐘信號，所述第一與門的輸出端連接于各所述第一觸發(fā)器的時鐘信號輸入端。

15、可選方案中，所述canl逐級開啟控制電路包括：

16、第三與門和級聯(lián)的n個canl單級開啟控制電路；每個所述canl單級開啟控制電路包括第二觸發(fā)器和第四與門；

17、第一個所述canl單級開啟控制電路的第二觸發(fā)器的輸入端用于輸入所述第二比較結(jié)果信號，后面的所述單級開啟控制電路的第二觸發(fā)器的輸入端連接于前一個所述canl單級開啟控制電路的所述第四與門的輸出端；

18、所述canl單級開啟控制電路的第四與門的一個輸入端連接于所述第二觸發(fā)器的輸入端，所述第四與門的另一個輸入端連接于所述第二觸發(fā)器的輸出端；各所述第二觸發(fā)器的輸出端分別輸出所述開關(guān)控制信號sn<1:n>；各所述第二觸發(fā)器的復(fù)位端用于輸入使能信號en_dom；

19、所述第三與門的一個輸入端用于輸入所述第二比較結(jié)果信號，另一個輸入端用于輸入時鐘信號，所述第三與門的輸出端連接于各所述第二觸發(fā)器的時鐘信號輸入端。

20、可選方案中，所述canh自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路中的所述開關(guān)均為mos管，所述canh自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路還包括:

21、第一高壓mos管和第一反相器；

22、所述第一高壓mos管連接在canh端口與所述m條并聯(lián)支路之間，所述m條并聯(lián)支路的另一端連接于供電電源；

23、所述第一反相器的輸入端用于輸入使能信號en-dom，輸出端連接于所述第一高壓mos管的柵極；

24、各所述mos管的柵極分別用于輸入所述開關(guān)控制信號sp<1:m>。

25、可選方案中，所述canl自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路中的所述開關(guān)為mos管，所述canl自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路還包括:

26、第二高壓mos管,?所述第二高壓mos管連接在canl端口與所述n條并聯(lián)支路之間，所述n條并聯(lián)支路的另一端連接于地；

27、所述第二高壓mos管的柵極用于輸入使能信號en-dom；

28、各所述mos管的柵極分別用于輸入所述開關(guān)控制信號sn<1:n>。

29、可選方案中，所述第一高壓mos管為高壓pmos管，所述canh自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路中的mos管為pmos管；

30、所述高壓pmos管的漏極連接于canh端的第一二極管的陽極，所述高壓pmos管的源極連接于所述m條并聯(lián)支路中各所述pmos管的漏極，各所述pmos管的源極連接于電阻。

31、可選方案中，所述第二高壓mos管為高壓nmos管；所述canl自適應(yīng)阻抗匹配驅(qū)動電路中的mos為nmos管；

32、所述高壓nmos管的漏極連接于canl端的第二二極管的陰極，所述高壓nmos管的源極連接于所述n條并聯(lián)支路中各所述nmos管的漏極，各所述nmos管的源極連接于電阻。

33、可選方案中，所述輸出電壓監(jiān)控電路包括：

34、第一分壓電阻、第二分壓電阻、第三分壓電阻、第一參考電流源、第二參考電流源、第三二極管、第四二極管、第一比較器和第二比較器；

35、所述第一分壓電阻的一端連接于供電電源，另一端連接于所述第二分壓電阻的一端，所述第二分壓電阻的另一端連接于所述第三分壓電阻的一端，所述第三分壓電阻的另一端接地；

36、所述第一參考電流源的一端連接于供電電源，另一端連接于所述第三二極管的陽極，所述第三二極管的陰極連接在所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻之間；

37、所述第四二極管的陽極連接在所述第二分壓電阻和所述第三分壓電阻之間，陰極連接于所述第二參考電流源的一端，所述第二參考電流源的另一端接地；

38、所述第一比較器的正向輸入端連接在所述第一高壓mos管與所述m條并聯(lián)支路的連接處，負(fù)向輸入端連接于第三二極管的陽極，輸出端輸出所述第一比較結(jié)果信號；

39、所述第二比較器的正向輸入端連接于所述第二高壓mos管與所述n條并聯(lián)支路的連接處，負(fù)向輸入端連接于第四二極管的陰極，輸出端輸出所述第二比較結(jié)果信號。

40、本發(fā)明的有益效果在于：

41、1.通過監(jiān)測can總線上電壓，自適應(yīng)調(diào)節(jié)canh和canl的電壓達(dá)到基準(zhǔn)值，并且不會受到總線上輸出節(jié)點數(shù)量及負(fù)載阻抗的影響。

42、2.顯性模式和隱性模式轉(zhuǎn)換采用多級開關(guān)逐級控制的方式，其開啟斜率不受輸出級mos管（圖2中mos管p2/mos管n2）vth，cgs這些參數(shù)影響，由內(nèi)部精確的高頻時鐘控制，因此芯片電磁兼容特性更好，并且芯片之間的一致性更好。