嵌入式开发：如何识别PowerOn唤醒和总线唤醒

开垦者

本文要讨论的问题是：“使用TJA 1043 CAN收发器，如何识别MCU是被PowerON唤醒还是被Bus（总线）扰动唤醒”。针对这个问题，需要从软/硬件两个方向分析。
1、硬件

硬件层面，确切说，需要清楚自家产品的硬件原理图。一般来说，在产品硬件设计中，可以在主芯片（uC）中预留Trcv INH状态和KL15状态监控的Pin，以此判断MCU的唤醒源，示意如下：



如上图，SBC（System Basic Chip）被使能，分为两种情况：

第一、类似KL15硬线，通过ENA Pin使能；

第二、类似Trcv INH，通过WAK Pin使能。

而这两种方式，是或的关系。所以，当KL15硬线拉高，也就是PowerOn方式使能SBC时，MCU可以通过监控KL15硬线的电平知道此次MCU的唤醒是否由KL15（PowerOn）触发。同理，当Bus有扰动或者特定报文（eg：网络管理报文）时，Trcv被唤醒，使得Trcv进入Standby Mode，进而拉高INH，INH Pin的拉高，会使能SBC，SBC再唤醒MCU，此时MCU可以通过监控INH的电平状态知道是否属于总线唤醒。

有人说：“如果PowerOn（KL15）唤醒，INH也会拉高，INH Pin和KL15 Pin都拉高，还是区分不出。”这个表述可能不太准确，PowerOn以后，只能使得MCU唤醒，但是，网络唤醒与否，还需要软件的处理。此时，INH是否被拉高，要分情况讨论。具体说：切换Trcv状态，会改变INH Pin的状态，而Trcv状态的改变不仅受总线唤醒控制，还受到uC控制。所以，INH Pin的拉高是由于软件切换Trcv状态导致还是Trcv自身被总线扰动导致的，还需进一步分析。所以，理清这个问题，我们就需要从另一个方面着手：软件处理。

2、软件

首先，我们要清楚，Trcv状态切换与INH Pin的关系。以TJA1043为例，状态机如下所示：



如上的状态机中，INH Pin仅在Sleep Mode模式下，处于floating状态，其余模式下均处于active状态，即：INH拉高（12V）。所以，当总线（Bus）有扰动以后，Trcv会由Sleep Mode进入Standby Mode，此时INH拉高，之后，在软件初始化的过程中，判断INH Pin的状态，如果INH拉高，说明是总线唤醒，如果INH没有拉高，而KL15 Pin拉高，说明是PowerOn唤醒。总线扰动，Trcv状态进入Standby Mode，可以将INH Pin拉高。还有另外一种方式可以使得INH Pin拉高，即：Trcv由Sleep Mode，直接进入Normal Mode。Sleep Mode直接切换Normal Mode属于软件行为，即：软件的初始化过程中，一般会将Trcv状态切换到Normal Mode，以便于报文的接收。所以，需要在软件设置Trcv进入Normal Mode之前判断INH Pin的状态，否则，将不能区分是否Bus唤醒。（一）思考延伸既然，可以通过捕获INH的电平状态获取是否总线唤醒，是否可以区分哪个Trcv唤醒的呢？答：可以。可以在MCU初始化的过程中，获取不同Trcv的INH状态获取唤醒源，如下所示：


提示：此方式，会消耗MCU的Pin资源。3、工程思考

工程中，见过一种电路设计，如下所示：



如上的电路原理图，有什么特别的呢？就是Trcv INH Pin不使用，仅使用KL15方式唤醒MCU，之后，等待总线收到网络管理报文以后，再唤醒MCU的网络。Q：这样的设计是否合理呢？
A：工程中，多数需求可实现（包括如上需求），能否落地实现，就是供应商和客户从各自角度要去battle的事情了。如果项目的软件架构使用CP Autosar，对于PowerOn的唤醒方式，EcuM默认Validation，也就是说：此方式，唤醒MCU时，可以唤醒网络，进而建立通信。Autosar解释如下：


Q：此方式会带来什么问题呢？
A：第一帧报文外发时间的延长，工程中，MCU第一帧报文外发时间是一个测试项，如果采样上述方式，即：PowerOn以后，软件判断是否收到NM Msg以后使能通信，会使得外发第一帧报文的时间延长，开发中，需要留意。