高安全可靠CAN FD芯片ASM1042的技术特性与应用前景

1.ASM1042简介

ASM1042是国科安芯推出的一款高性能CAN FD（CAN with Flexible Data-Rate）收发器芯片，专为高可靠性场景设计。该芯片基于ISO 11898-2:2016和ISO 11898-5:2007物理层标准开发，支持最高5Mbps的数据传输速率，适用于汽车、航天、军工及工业控制等领域。
其核心特性包括：

高耐压设计：总线保护电压最高达±70V（H型号），共模输入电压范围±30V，可承受严苛电气环境。

车规级认证：通过AEC-Q100 Grade1认证（-40℃至125℃温度范围），满足汽车电子功能安全需求。

抗辐照加固：单粒子翻转（SEU）≥75 MeV·cm²/mg或失效率≤10⁻⁵次/器件·天，单粒子闩锁（SEL）阈值≥75 MeV·cm²/mg，符合企业宇航级标准。

断电高阻态：未供电时总线及逻辑引脚呈现高阻态，避免系统干扰。

国产化支持：企军级（ASM1042M2S）型号提供国产化认证，企业宇航级（ASM1042S2S）型号适配航天领域需求。

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2.高耐压设计

在复杂电磁环境中，总线接口的耐压能力直接影响系统可靠性。ASM1042通过多层保护机制实现高耐压性能：

总线故障保护：支持±70V总线电压保护，可有效抑制瞬态过压或短路风险。

共模输入范围：收发器共模输入电压范围达±30V，确保在共模噪声干扰下稳定通信。

ESD防护：总线引脚支持IEC 61000-4-2标准±15kV静电放电保护，并通过HBM（±6000V）、CDM（±1500V）模型测试，显著降低静电损伤风险。
测试验证：

图1  FDCAN发送测试电路与时序图

图2  FDCAN接收测试电路与时序图

图1（FDCAN发送测试电路与时序图）与图2（FDCAN接收测试电路与时序图）展示了芯片在高压环境下的信号完整性，验证了其抗干扰能力。

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3.车规级认证与功能安全

ASM1042严格遵循汽车电子可靠性标准，为车载网络提供安全保障：

AEC-Q100 Grade1认证：通过-40℃至125℃温度范围的耐久性测试，满足汽车电子长寿命与高稳定性要求。

功能安全支持：芯片内置显性超时（TXD DTO）、热关断（TSD）及欠压保护（UVLO）功能，可防止因软件故障或电源异常导致的网络阻塞。确保总线及时恢复隐性状态。

低功耗模式：待机模式下功耗仅0.5μA，支持远程唤醒功能，符合车载系统节能需求。

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4.断电高阻设计

电源异常是工业与车载系统的常见故障之一。ASM1042通过断电高阻设计提升系统鲁棒性：

高阻态特性：未供电时，CANH、CANL及逻辑引脚自动进入高阻态，避免因断电导致总线负载异常，从而保护其他节点正常工作。

无干扰上电/断电：实测表明，芯片在电源切换过程中，RXD输出无干扰跳变，确保系统平稳过渡。

应用价值：该设计可显著降低多节点系统中的“僵尸节点”风险，适用于冗余电源或热插拔场景。

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5.抗辐照加固设计

在航天与高辐射工业环境中，芯片需抵御单粒子效应引发的软错误或永久损伤。ASM1042通过以下设计实现抗辐照能力：

抗SEU与SEL指标：单粒子翻转（SEU）≥75 MeV·cm²/mg或失效率≤10⁻⁵次/器件·天，单粒子闩锁（SEL）阈值≥75 MeV·cm²/mg，达到企业宇航级标准。

加固工艺：采用特殊封装与电路设计，降低辐射对内部逻辑的影响。

试验支持：芯片已通过地面模拟辐照试验，相关报告可提供给客户。

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6.总结

ASM1042凭借高耐压、车规级认证、断电高阻及抗辐照加固等特性，成为高可靠性CAN FD网络的理想选择。其技术参数严格遵循国际标准，并通过第三方认证与实测验证，适用于以下场景：

汽车电子：支持CAN FD高速通信，满足功能安全与长寿命需求。

商业航天：抗辐照能力保障卫星与航天器通信可靠性。

军工与特种工业：企军级型号提供国产化认证，适配严苛环境。

未来，随着智能驾驶与工业4.0的推进，ASM1042将为多领域提供底层硬件安全保障，助力高可靠通信系统建设。