随着电动汽车对智能化程度要求越来越高,因此对车内电子元件需求量随之爆发式增长。使得整车对汽车电子系统集成度要求也进一步提升。通过单个芯片集成更多的功能来简化系统设计提高系统的集成度成为主流的方法。对于车身应用来讲,将电源,看门狗,CAN收发器集成到一个芯片里(系统基础芯片)成为缩减系统尺寸的一个重要手段。
系统基础芯片(SBC优势)
在传统汽车电子硬件设计中,电源,通信包括一些监控功能都是通过多个电路或者模块来实现的。这不仅增加了电路设计的难度,而且对于系统可靠性,成本以及轻量化设计形成挑战。在系统中应用SBC产品,不仅能够使电路设计简化还能大量缩减外部电路和元器件的数量从而达到轻量化设计并且优化系统成本。除此之外,SBC自带的诊断机制可以帮助系统达到功能安全的要求。这也就体现了SBC产品的强大优势。
总的来说,在汽车电子单元使用SBC产品的好处:
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缩小PCB尺寸 -
降低系统静态功耗 -
更高的系统可靠性 -
简化系统设计以及功能安全设计
OKX0210
OKX0210是豪威集团最新推出的一款用于车身控制单元的系统基础芯片。这款系统基础芯片采用DFN3.5*5.5封装,最高支持40V输入,满足汽车12V供电系统要求。OKX0210集成了两路LDO,由一个主LDO给MCU供电、另一个LDO给内部CAN收发器以及外部负载供电。其中内部高速CAN收发器最大支持CANFD 5Mbps通信。支持系统跛行回家模式。内部集成多种诊断机制且支持ASIL B的系统设计。OKX0210符合AEC Q100 Grade1要求。
OKX0210 集成2通道LDO,1路CAN收发器,本地硬线唤醒及跛行回家模式的系统基础芯片
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LDO1 输出3.3V/5V 250mA -
LDO2 输出 5V 100mA -
CAN收发器最高支持5Mbps CANFD通信 -
最大支持4MHz SPI通信 -
可灵活配置看门狗模式,Timeout/Window/Off 模式 -
支持跛行回家模式 -
睡眠模式下极低的静态功耗 -
LDO1 VCC1
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LDO2 VCC2
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高速CAN收发器
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支持本地硬线唤醒 WAKE pin -
AEC-Q100 Grade 1 -
满足ISO26262功能安全ASIL-B等级 -
封装:DFN3.5x5.5 -20
集成高速CAN收发器
图1 局部网络示例
唤醒逻辑:节点只有收到所属组内的特定报文(通常是网络管理报文),才被唤醒。主控发送的特定报文只能将node1-3唤醒,而node4和node5仍处于睡眠状态。
因此,根据功能来划分局部网络的方式,可以在一个功能激活的时候,仅使相关节点被唤醒并进行通信,而其他的节点仍然可以保持睡眠状态,这样就极大程度上减少了电量消耗。组的划分非常灵活,不仅可以对同一网段上的节点进行分组,还可以将跨网段的节点划分到同一PN组内,除此之外,一个节点可以属于一个或多个PN。
信号改善功能(CAN SIC)
当通信网络变得复杂时,例如CAN节点为星形拓扑连接,由于星型拓扑引起的阻抗不连续从而引起信号反射。在通信速率较高时会引发信号畸变从而导致通信故障。因此,尽管CAN收发器最大支持5Mbps的CANFD报文,但在实际车辆网络中通常以低于2Mbps的速率使用。信号改善功能(SIC)使CAN-FD收发器能够以5Mbps及更高的速度用于复杂的星形网络,而无需进行大规模的重新设计。
OKX0210集成信号改善功能(SIC)功能,对于更复杂的车载网络能够提供更高可靠性的CAN通信。如图2和图3所示,在对于复杂网络且有信号改善功能的收发器来说,CAN通信不容易被干扰从而提高CAN通信的可靠性。
图2 无信号改善功能
图3 有信号改善功能
功能安全ASIL-B
满足汽车电子对功能安全的需求
为了满足车身电子对功能安全的需求,OKX0210集成了多种安全诊断机制,来提升系统对单点故障和潜在故障的诊断覆盖率,提升系统的功能安全级别。
OKX0210典型应用
主要应用于车身电子,例如方向盘控制器,雨刷控制,车灯控制器以及座椅应用等。OKX0210能够搭配市面主流的微控制器,典型应用如图4所示。
图4 OKX0210典型应用
OKX0210设计资源
OKX0210提供全套的软硬件评估方案,便于客户独立评估产品性能。
The original text was originally published on the WeChat public account (OmniVision Group):豪威集团发布全新车载miniSBC(小型系统基础芯片)解决方案:集成度高、更安全、更便捷