USB-CAN-sovittimen piirilevyjen valmistus ja kokoonpano

Highleap Electronics valmistaa asiakaskohtaisesti julkaistavia USB-CAN-sovittimia piirilevyille ja piirilevyille klassisille CAN-, CAN FD-, eristettyihin ja monikanavaisiin teollisuus- tai ajoneuvoliitäntöihin. Tuemme piirilevyjen valmistusta, ohjainten/lähetin-vastaanottimien hankintaa ja kokoonpanoa, eristys-/suojauspiirejä, laiteohjelmisto-ohjelmointia ja asiakkaan määrittelemiä CAN-toimintotestejä, kun taas bittiajoitus, ylempien kerrosten protokolla ja kelpoisuus pysyvät OEM-julkaisun määritteleminä.

USB-CAN-tuoteperheet ja sovellusvaihtoehdot

USB -CAN-sovittimen piirilevy yhdistää isäntätietokoneen CAN-verkkoon, mutta tuoteperhe ulottuu yksinkertaisista yksikanavaisista työkaluista eristettyihin kaksikanavaisiin CAN FD -liitäntöihin ja sovelluskohtaisiin diagnostiikkasovittimiin. Klassiset CAN- ja CAN FD-liitännät eivät ole keskenään vaihdettavia, eivätkä korkeamman tason protokollat, kuten CANopen tai J1939, tule laitteisto-ominaisuuksiksi pelkästään siksi, että tuote käyttää CAN-lähetin-vastaanotinta; ne ovat riippuvaisia ​​ohjaimesta/laiteohjelmistosta ja kohdeverkosta.

Yleisiä USB-CAN-sovitintyyppejä

Tuoteperhe ulottuu yhden CAN-donglen ulkopuolelle

USB-CAN-sivu voi kattavat klassiset CAN-sovittimet, CAN FD -sovittimet, yksi- ja kaksikanavaiset työkalut, eristetyt ja eristämättömät liitännät, USB-C-muunnelmat, autoteollisuuden diagnostiikkalaitteistot ja teollisuushuoltotyökalut. CANopen- tai J1939-tuotteet voivat myös kuulua tähän tuoteperheeseen, jos julkaistu laiteohjelmisto tukee näitä korkeamman tason protokollia; piirilevyn valmistajan ei tule kuvailla pelkästään lähetin-vastaanottimeen tarkoitettua korttia CANopen- tai J1939-liitännäksi, ellei koko tuote tosiasiallisesti toteuta kyseistä ohjelmistopinoa.

Nämä tuotteet sopivat luonnollisesti tietoliikenneverkon laitteistoon, mutta tuotantospesifikaatiossa tulisi aina yksilöidä julkaistun SKU:n CAN-ohjain-/lähetin-vastaanotinperhe, oskillaattori, laiteohjelmisto, liittimien pinnien järjestys ja testiväylä.

USB-silta, MCU, CAN-ohjain ja lähetin-vastaanottimen arkkitehtuuri

Sisäinen arkkitehtuuri voi käyttää USB-yhteensopivaa MCU:ta integroidulla CAN-ohjaimella, erillistä USB-siltaa sekä MCU/CAN-ohjainta tai muita ohjainyhdistelmiä. CAN-lähetin-vastaanotin pysyy väylän fyysisenä rajapintana. Valmistuksen on säilytettävä ohjaimen ja lähetin-vastaanottimen yhteensopivuus, kellotus, laiteohjelmiston muisti, kanavamäärä ja kaikki eristyskomponentit täsmälleen julkaisun mukaisina.

Ohjaimen ja laiteohjelmiston ohjaimet

• MCU/CAN-ohjain: Hyväksytyssä näytteessä käytetty lukituslaitteen versio, paketti ja laiteohjelmiston koontiversio. CAN FD -ominaisuuden on oltava itse ohjaimessa/laiteohjelmistossa, eikä sitä saa päätellä tuotteen nimestä.
• lähetin: Valitse ja hanki tarkka lähetin-vastaanotinluokka, joka on määritelty suunnittelussa; fyysisen kerroksen ominaisuudet ja suojausominaisuudet ovat tärkeitä verkon käyttäytymiselle.
• Kello: Oskillaattorin toleranssi ja ohjaimen ajoitus voivat vaikuttaa CAN-bittien ajoitukseen. Pidä kellon osat hallittujen korvaussääntöjen alaisina.
• Laiteohjelmisto/ohjelmointi: Tallenna laiteohjelmistoversio, käynnistyslataimen/kokoonpanon tiedot ja kanavan tunnistetiedot tuotantomatkustajaan.
• Komponenttien hankinta: Käyttää hyväksyttyjen komponenttien hankinta MCU:n, lähetin-vastaanottimen, eristimen ja liittimien osille, joilla on pätevyysvaikutus.

Kello- ja bittiajoitusriippuvuudet tarvitsevat konfiguraationhallintaa

CAN-tiedonsiirto riippuu ohjaimen kellosta, konfiguroidusta bittiajoituksesta, lähetin-vastaanottimesta ja fyysisestä verkosta. Taajuusyhteensopivan oskillaattorin vaihto tai laiteohjelmiston muutos voi muuttaa toimintaa, vaikka piirilevyn asettelua ei muuteta. Hyväksytyn kellolähteen, kuormituskomponenttien, MCU:n/ohjaimen osanumeron ja ohjelmoidun kuvan tulisi siksi pysyä sidottuina samaan osaluetteloversioon. Tämä on erityisen tärkeää CAN FD -tuotteille, koska datavaiheessa voidaan käyttää eri ajoitusta kuin arbitraatiovaiheessa ja se vaatii määritellyn asiakkaan testiasetukset.

CAN/CAN FD:n fyysisen kerroksen valmistuksen valvonnan

CAN FD lisää fyysisen kerroksen toteutuksen merkitystä, koska datavaihe voi toimia eri, korkeammalla bittinopeudella kuin välitysvaihe. Piirilevyvalmistaja ei saisi suunnitella uudelleen terminointia, tynkiä, liittimien topologiaa tai lähetin-vastaanottimien sijoittelua ratkaistakseen toisiinsa liittymättömiä valmistusongelmia. Nämä yksityiskohdat kuuluvat julkaistuun järjestelmäsuunnitteluun ja ne tulisi säilyttää pinoamisen, reitityksen ja kokoonpanon aikana.

Fyysisen kerroksen ohjausobjektit

• CANH/CANL-reititys: Pidä pari lyhyenä, kohtuullisen symmetrisenä ja kaukana kohinaisista kytkentäsolmuista julkaistun asettelustrategian mukaisesti.
• Irtisanominen: 120 ohmin pääteliitäntä on yleinen nopeissa CAN-verkoissa, mutta se, onko sovittimessa kiinteä, kytkettävä vai ei pääteliitäntää, riippuu sen aiotusta sijainnista verkossa.
• Tyngän pituus: Sovitinliittimen ja suojauksen sijoittelu voivat luoda tynkän; CAN FD -mallit ovat herkkiä koko verkon topologialle, eivät vain paikalliselle piirilevylle.
• Yhteismuotoinen/maadoitus: Noudata lähetin-vastaanottimen referenssisuunnittelua ja alkuperäisen valmistajan maadoitusstrategiaa. Älä lisää maadoitusliitäntää aiotun eristysesteen poikki.
• Testipisteet: Tarjoa pääsy paikkoihin, joissa laitevalmistaja tarvitsee TX/RX-, CANH/CANL-, eristettyjä teho- tai virheenkorjaussignaaleja NPI:tä ja vianmääritystä varten.

Tietoliikennepiirilevyjen valmistuskatsauksen tulisi siksi keskittyä määritellyn fyysisen kerroksen säilyttämiseen sen sijaan, että sovellettaisiin yleisiä "differentiaalipari"-sääntöjä ilman ohjain/lähetin-vastaanotin-kontekstia.

Suojauksen tulee vastata aiottua kenttäympäristöä

Sanat ”teollisuus” tai ”autoteollisuus” eivät määrittele yhtä universaalia suojausverkkoa. TVS-laitteet, yhteismuotoiset komponentit, sarjaan kytkettävät elementit, maadoitus, suojausliitäntä ja eristys valitaan tiettyä liitäntää ja vaatimustenmukaisuustavoitteita varten. Highleap voi koota julkaistun piirilevykokoonpanon ja soveltaa läpireikäkokoonpanoa siellä, missä kestävät DB9-, riviliitin- tai ajoneuvoliittimet sitä vaativat, mutta järjestelmän ylijännite-/EMC-hyväksyntä pysyy sidottuna OEM-suunnitteluun ja lopulliseen koteloon/johtosarjaan.

Eristys-, maadoitus-, suojaus- ja kenttäliittimet

Teollisuus- ja ajoneuvoliitäntöihin lisätään usein eristys erottaakseen isäntä-USB-maadoituksen CAN-väylän alueesta. Eristys voi kattaa vain datan tai sekä datan että tehon suunnittelusta riippuen. Pinta-/välyksen, eristettyjen DC/DC-komponenttien, muuntajan sijoittelun ja maadoituskuparin on vastattava julkaistua kestävyyttä tai turvallisuusstrategiaa; myös valaisimen suunnittelussa on otettava huomioon este.

Suojaus on mallikohtaista

TVS-laitteet, yhteismuotoiset komponentit, nollattavat suojaukset tai muut linjapuolen osat tulee koota täsmälleen sellaisenaan kuin ne on julkaistu. Tuotanto voi tarkastaa populaation ja suorittaa asiakkaan määrittelemiä tarkistuksia, mutta onnistuneen CAN-väylän kautta tapahtuvan tiedonsiirron ei pitäisi edellyttää tuotetason ylijännitesuojausta, EMC-hyväksyntää tai autoteollisuuden vaatimustenmukaisuutta. Highleap voi säilyttää ESD-herkät osat SMT ESD -ohjauksen alaisina ja samalla rakentaa tuotteen kenttäsuojausverkon erikseen.

Liitin- ja päätevaihtoehdot vaativat fyysisen SKU-hallinnan

USB-CAN-tuotteita voidaan julkaista DB9-, riviliitin-, autoteollisuuden tai räätälöidyillä liittimillä, ja ne voivat vaihdella sen suhteen, onko pääte kiinteä, kytkettävä, jumpperivalittava vai ulkoinen. Nämä vaihtoehdot on esitettävä osaluettelossa ja testidokumentaatiossa. Fyysisesti läsnä oleva päätevastus ei takaa, että sovitin on konfiguroitu oikein asiakkaan verkkoon; aseman on tarkistettava vapautetun vaihtoehdon tila ja käytettävä vastaavaa tiedonsiirtotilaa.

• DB9-versio: Tarkista liittimen sukupuoli, nastojen numerointi, kuoren laitteisto ja kotelon kohdistus.
• Riviliitinversio: Varmista liittimien välimatka, asennussuunta, painetut merkinnät ja johtimien väli.
• Ajoneuvon johtosarjan versio: Liittimen kiilaukset, pigtail-nastat ja vedonpoisto on tarkistettava irrotetun johtosarjan piirustusta vasten.
• Päätekytkin: Kytkimen tila ja vastusten lukumäärä tulisi sisällyttää varianttien tarkastukseen ja testaukseen.
• Kaksikanavainen tuote: Fyysisten kanavanumeroiden, laiteohjelmistotunnusten ja liittimien nimien tulee osoittaa samaan ohjainkanavaan.

Monikanavaisen USB-CAN-piirilevyn kokoonpano ja konfigurointi

USB-CAN-tuotteet yhdistävät hienojakoiset logiikkalaitteet kestäviin kenttäliittimiin. DB9-liittimet, riviliittimet tai autoliittimet voivat aiheuttaa suurimman osan piirilevyjen rasituksesta; eristysmuuntajat ja korkeat suojausosat voivat vaikeuttaa uudelleensulatusta ja kotelointia. Monikanavaisissa yksiköissä on kanavatunnisteet, erilliset liitäntäasetukset ja mahdollisesti erilaiset laiteohjelmistokonfiguraatiot. Kokoonpanopiirustuksessa tulisi siksi olla liittimien suunta, kytkimien/siltausliittimien oletusarvot ja kotelointidata normaalien valinta- ja sijoitustietojen ohella.

Pilottiversioiden tarkistukset

• Piilotetut nivelpaketit: Käytä pakkauskohtaista tarkastusta, jos MCU-/siltalaitteissa käytetään piilotettuja BGA/QFN-liitoksia.
• Liittimen suunta: Kiinnitä DB9-kiinnike, liitin- tai autoliittimet ja tarkista pin-1/kanavamerkinnät testikiinnikettä vasten.
• Eristysosat: Tarkista komponenttien ja kuparin välinen välys ja estä juotoksia tai kiinnityslaitteita ohittamasta tarkoitettua estettä.
• Päätekytkin/hyppyjohdin: Tarkista kunkin kanavan oletusasento, merkintä ja sähköinen tila.
• Laiteohjelmistoversio: Yhdistä kanavien määrä, CAN/CAN FD -ominaisuudet ja tuotetunnus ohjattuun laiteohjelmisto-/konfiguraatiomatriisiin.

NPI:n pitäisi todistaa kanavakartoitus, eristysvariantti ja laiteohjelmisto yhdessä

Yleinen tuotantoriski on oikean CAN-laitteiston lataaminen väärällä laiteohjelmistolla tai eristettyjen ja eristämättömien varianttien sekoittaminen, vaikka niillä on paljon samaa piirilevyä. Pilottierän tulisi laatia kultainen varianttimatriisi, joka kattaa käytetyt eristysosat, liitäntävaihtoehdot, liitintyypin, kanavien määrän ja ohjelmoidun ohjelmiston. Ensimmäisen artikkelin tarkastus voi dokumentoida nämä fyysiset erot ennen toiminnallisen testauksen aloittamista.

Tuotantotesti vaatii tunnetun CAN-solmun, ei kelluvaa liitintä

Hyödyllinen asema yhdistää sovittimen referenssi-CAN-solmuun tai ohjattuun väyläkiinnittimeen, tarkistaa USB-identiteetin, alustaa jokaisen kanavan, lähettää ja vastaanottaa kehyksiä, tarkistaa virheettömän tiedonsiirron asiakkaan määrittämällä ajoituksella ja suorittaa CAN FD:tä vain sitä tukevissa varianteissa. FCT-testaus voi sisältää OEM-laiteohjelmiston, lopetustilan ja kanavamatriisin; sen ei pitäisi väittää yhteensopivuutta jokaisen ajoneuvon tai teollisuusverkon kanssa yhden silmukkatestin perusteella.

Lämpö- ja tehotarkastukset kuuluvat korkeakanavaisiin tai eristettyihin malleihin

Eristetyt tehomuuntimet, useat lähetin-vastaanottimet ja prosessorit voivat nostaa paikallista lämpötilaa pienessä liitäntäkotelossa. Tehtaan tulee varmistaa lämpötyynyjen, eristettyjen DC/DC-osien ja suurvirtaisten USB/virtaosien juottaminen ja käyttää sitten asiakkaan määrittelemiä kuormitus- ja ympäristöolosuhteita pilottikomentojen validointiin. Lopullinen lämpötilaraja riippuu valituista laitteista, kotelosta ja vaatimustenmukaisuustavoitteesta, joten sen tulisi tulla OEM-spesifikaatiosta eikä yleisestä CAN-sovittimen arvosta.

CAN-sovittimen toiminnallinen testaus ja tuotannon lähtötaso

Tuotantotestien tulisi harjoitella todellisia CAN-lähetys- ja vastaanottotoimintoja kontrolloidulla verkkolaitteella. Hyväksymis-/hylkäyskriteerien on määriteltävä välitysvaiheen bittinopeus, datavaiheen asetukset CAN FD:tä käytettäessä, päätetila, kanavien määrä ja laiteohjelmisto. Yksittäinen silmukka yhdellä mielivaltaisella bittinopeudella ei ole riittävä perusta konfiguroitavalle teollisuussovittimelle.

1. USB-luettelointi/ohjelmointi: Tarkista tuotteen identiteetti, laiteohjelmisto ja sarjanumero/kokoonpanotiedot.
2. Kanavakohtainen alustus: Varmista, että jokainen CAN-ohjaimen/lähetin-vastaanottimen kanava siirtyy odotettuun tilaan.
3. Klassinen CAN-lähetys/vastaanotto: Vaihda määriteltyjä kehyksiä referenssisolmun kanssa asiakkaan määrittämällä bittiajoituksella.
4. CAN FD LÄHETTÄMINEN/VASTAANOTTO: Jos SKU tukee CAN FD:tä, suorita julkaistu välimiesmenettely-/datavaihekonfiguraatio ja kehysjoukko.
5. Virhe-/tilakäyttäytyminen: Tarkista tuotteen mukana tulevat LEDit, päätekytkimet tai tilalähdöt.
6. Eristystarkistus: Suorita vain asiakkaan hyväksymä, tuotantoturvallinen eristyksen varmennus; virallinen dielektrisyyssertifiointi vaatii erillisen valvotun prosessin.

Highleap voi toteuttaa alkuperäisen laitevalmistajan toimittamien piirilevyjen testauslaitteiden vaatimukset ja tallentaa viat kanavan/toiminnon mukaan. Hyväksytyn pilottiprojektin tulisi jäädyttää laiteohjelmisto, referenssi-CAN-solmu, kaapeli-/pääteasetukset ja laiteversiot, jotta toistuvia eriä verrataan samaan verkkoon.

Liittyvät teollisuusliitäntätuotteet

Tarjousta varten lähetä Gerber/ODB++, pinoamiskaavio, osaluettelo, keskipistekaavio, kokoonpanopiirustus, eristys-/ryömintämuistiinpanot, liitinpiirustukset, laiteohjelmisto, kanava-/päätekonfiguraatio ja CAN-testausmenettely. DFM-tarkistuksen tulisi palauttaa suunnittelukohtaisia ​​​​valmistettavuuskysymyksiä muuttamatta CAN-fyysisen kerroksen oletuksia.