LIN总线及其对环保汽车的贡献

　　高集成度器件显著节省油耗

　　通过高集成度引入智能化的伺服执行机构 (slave ctuator)，其好处是显而易见的。根据对汽车油耗的研究显示，每增加100W的电气负载，便会使百公里油耗增加0.1升，而这相当于每百公里多排放25克CO2 。从已规划的排放限制来看，这是个不小的数值。我们还可以从更实际的角度做出评价，按照欧洲已规划的汽车税改革法 (新法令将对新增车辆，以及车辆本身的油耗征税)，对于一辆每年行驶15000公里的车辆，每排放1克CO2的税金估计达到170欧元左右；换句话说，百公里油耗每增加 0.1升，每年税金就将增加425欧元。此外，对车重也可作同样的计算，可按车重每减少50公斤，百公里油耗减少0.1升来计算。

 　　专为汽车配备成本优化的LIN总线和高集成度的系统级封装IC，就可让汽车中所有执行机构仅在需要时才工作，从而大幅提高燃油的使用效率。在不工作模式下，电流消耗可降低至仅数微安培。

　　高集成度的实现方案 ---- 多芯片模块 (MCM)

　　如何实现微控制器、监视器、电压调节器和收发器的高度集成呢？总的来说，有两种方法。一是在单一芯片上实现集成，即单芯片集成；二是将两块裸片组合成一个所谓的多芯片模块 (MCM) 中。乍一看，单芯片集成似乎更好，可实现更小的封装尺寸。

　　但事实并非如此，假设你打算将采用高压 BCDMOS 技术来把微控制器、LIN 收发器和电压调节器集成在一块芯片上，除了技术劣势外，由于芯片表面积显着增大而导致的成本上升，还抵销了单芯片集成的好处。

　　而且，这种单芯片解决方案还存在问题，因为汽车制造商对在恶劣环境下行车时数据传输所需的ESD保护能力及抗干扰能力的要求越来越严格，而这种解决方案是无法满足的。

图2：LIN SiP ATA6612/13功能框图

　　DPI测试

　　如上所述，汽车制造商要求器件符合目前的LIN标准，并成功地通过系统及组件级的专门EMC测试，作为一个附加措施。在这方面，基于氧化物隔离的技术明显优于体效应技术。直接功率注入测试 (Direct Power Injection, DPI) 通过在 LIN 引脚上的直接耦合，测量 RF辐射能量，结果清楚显示，由于采用了 SOI 技术，因而不存在寄生晶体管被激活的可控硅行为。相比使用传统技术的收发器，爱特梅尔采用 SOI 技术的LIN收发器在34 dBm的测试极限下未出现任何故障。

　　低电流微控制器

　　对于微控制器内核，要求则截然不同，电流消耗要尽可能低，即应当采用尽可能小的结构和尽可能低的电平。此外，必须支持各种不同容量的存储器技术 (如EEPORM、闪存或SRAM) 和各种外设 (如定时器、USART、ADC等)。如果需要根据应用进行电流消耗优化，智能节电模式和执行时间短则是基本的要求。

　　除了这些要求外，诸如芯片上调试，或硬件级集成的 LIN UART 之类的功能也是 LIN节点开发不可分割的部分。尤其是硬件实现的 LIN 协议，不仅可将简化的开发工艺用于模块，而且还能显着降低成本，因为 IC 制造商已经完成了协议认证，而且所需的存储器和系统资源也更少。

　　QFN封装

　　要取得最佳的成本优化效果，应当采用最适合相应要求的技术。请记住，就SiP技术而言，在系统基础芯片的高压要求和微控制器的超低功耗/高速性能要求之间可以画出一条清楚的界线。为了进一步优化，必须采用QFN封装。一方面，这种封装可为容纳两块裸片提供尽可能大的表面；另一方面，QRN封装所占的线路板面积最小。例如32管脚QFN封装的占位空间小于SO8封装，因而使到可用芯片空间增加一倍。除了占位空间小，QFN封装还有一个决定性优势，即热阻低，Rthjc<10 k/W，相应地散热也就良好。此外，其安装两块芯片的铜条也在背面起到大面积散热体的作用，如将该铜条焊接在相应的电路板上，热阻便可下降到35 k/W以下。

　　单一IC中实现完整的LIN节点

　　爱特梅尔最新的第二代系统级封装 (SiP) 器件 (ATA6612 和ATA6613) 不仅具有8位AVR微控制器 (ATmega88 或ATmega168)，而且还包含一个LIN SBC，提供了整个系统所需的功能如LIN收发器、5V电压调节器和监视器。

　　采用这种 SiP 组件，只需一块芯片构就可构建一个完整的LIN节点 (参见图3)，而且占用最小的空间。SiP IC具有与单一器件相同的抗ESD/EMC能力和散热能力。

图3：采用ATA6612/13实现的LIN开关节点

　　更进一步的SiP 解决方案正在开发之中，如扩展闪存 (32和64KB) 版本，或带有其它(除电源、监视器、LIN收发器等基本功能之外) 高级功能的版本。