作为车辆控制的核心器件,MCU主要用于车身控制、驾驶控制、信息娱乐和驾驶辅助系统。
8位MCU :提供低端控制功能:风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、 车窗升降、低端仪表盘、集线盒、座椅控制、门控模块。
16位MCU :提供中端控制功能:用于动力系统,如引擎控制、齿轮与离合器控制和电子式涡轮系统等;用于底盘 ,如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制和电子泵、电子刹车等。
32位MCU:提供高端控制功能:在实现L1和L2的自动驾驶功能中扮演重要角色,如仪表盘控制、车身控制、多媒体信息系统、引擎控制,以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统。
车规级半导体对产品的环境要求、可靠性要求和供货周期要求较高,主要体现在:
(1)环境要求。汽车芯片的工作环境更复杂,有高振动、多粉尘、多电磁干扰、温度范围宽(-40~155℃)等特点;
(2)可靠性要求。汽车设计寿命一般 在 15 年或 20 万公里,整车厂对车规级 MCU 的要求通常是零失效;
(3)供货周 期要求。车规级 MCU 的供应周期需要覆盖整车的全生命周期,供货周期一般为 15~20 年;
(4)重新认证要求。在工业 MCU 上执行很多微小的工艺变化都不需 要客户或对 MCU 进行重新认证,但对于汽车 MCU 来说需要进行重新认证。
一般需符合三大车规标准和规范:
1. 在设计阶段要遵循功能安全标准 ISO26262,
2. 在流片和封装阶段要遵循的 AEC-Q001~004 以及 IATF16949,
3 .在认证测试阶段要遵循的 AEC-Q100/Q104。其中,AECQ100 分为四个可靠性等级,从低到高分别为 3、2、1、0;ISO26262 定义的 ASIL 有四个安全等级,从低到高分别为 A、B、C、D;AEC-Q100 系列认证一般至少 需要 1-2 年的时间,而 ISO26262 的认证难度更高,周期更长。在考虑到芯片上 车后还需要认证的时间,整体上车规级芯片从流片到相关车型量产出货可能要 3- 5 年时间.
小华HC32F460
小华HC32F460系列芯片是基于ARM Cortex-M4 32-bit RISC CPU,工作频率200MHz的高性能MCU。该芯片还集成了高速片上存储器,包括512KB的Flash,192KB的SRAM,并支持宽电压范围(1.8-3.6V),宽温度范围(-40-105℃)和各种低功耗模式,可应用于汽车电动背门、伺服电机控制器、面板控制器 、编码器等领域。
接口方面,HC32F460系列芯片集成了丰富的外设功能。包括2个单独的12bit 2MSPS ADC,1个增益可调PGA,3个电压比较器(CMP),3个多功能16bit PWM Timer(Timer6)支持6路互补PWM输出,3个电机PWM Timer(Timer4)支持18路互补PWM输出,6个16bit通用Timer(TimerA)支持3路3相正交编码输入及48路Duty独立可设PWM输出,11个串行通信接口(I2C/UART/SPI),1个QSPI接口,1路CAN,4个I2S支持音频PLL,2个SDIO,1个USB FS Controller带片上FS PHY支持Device/Hos。
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