跟着轿车部件电子化程度的不断提高,轿车工程师们正积极地寻求车辆体系中的先进操控和接口技能解决计划。现在,轿车体系中用来嵌入这些功用单元的空间和动力非常有限。轿车工程师们正借助于新颖的高压混合信号技能将杂乱的——到现在还不兼容的元件功用集成到一块芯片上。
LIN总线体系
因为其相对较低的造价,LIN总线正被广泛运用于轿车的分布式电气操控体系中,如操控电动车窗、调理后视镜和车前灯等部位的步进马达和直流电源,或办理传感器收集到的关于气温或座位方位的信息等。LIN总线的传输字节高达20kbps.根据单主节点、多个从节点的结构,一般,从节点安装在收发器、微操控器、传感器的接口或由分立元件组成的鼓励驱动器的周围。最近研发出了一种带有LIN总线异步收发设备(UART)的微操控器,这种微操控器可同集成有其它从节点模块(如LIN总线收发器、电压调理器、看门狗定时器、鼓励驱动器和传感器接口)的附件一同配套运用。现在,AMI半导体(AMIS)公司运用混合信号技能将要害的从节点模块悉数集成在了一个功用专注、功耗低、契合规范IP模块的芯片上,将LIN总线的开展又推进了一步。该计划的特色有:
◇集成RC振荡器,差错≤15%;
◇专用IP模块(如DC或微型步进马达驱动器);
◇恪守LIN总线V1.3协议;
◇传输速率高达20kbps(特别的结构设计);
◇低频收发;
◇睡觉/旁路形式中的低电流损耗;
◇满意潜在的市场需求。
AMIS的计划供给了运用层和数据链路层需求的一切首要功用模块。这些功用模块可以用VHDL代码编程、用AMIS开发板评价,下文将对它们作扼要的介绍。
带有数字滤波器的采样模块
该模块从接纳器中收集信号,并将成果数据流经过数字滤波器,以除去因为LIN总线信号的衰减或许形成的伪传输。因而,该模块提高了LIN协议在恶劣环境中运用的功用,并最大程度上削减了同步和数据采样中的问题。
同步机
同步机模块从同步域中提取所需的信息,以决议编码器和解码器的准确采样速率。该模块具有内部晶振,并采用了一种可将传统的UART技能中偶然发生的舍/入差错减到最小的技能。同步机的首要长处在于能用较低的时钟频率来履行LIN协议。例如,可以运用一个250KHz的主时钟及15%的容差来取得准确无误的通讯。别的,AMIS的计划完成了占空比较大的改变规模。典型的UART在晶振零差错的情况下能完成占空比在33~66%间的改变。但是,运用AMIS解决计划可完成占空比在12~88%间的改变,并能彻底习惯晶振的差错。在对物理层参数供给了较大容差的一起,也提高了对占空比影响较大的电磁兼容性。
标识符滤波器及其动态办理
主节点在体系运转的初始及运转进程中根据需求发布不同的从指令标识符。为此,从节点要包含一定数意图寄存器。ROM指令数阵列指的是从节点中履行的不同指令,在RAM或EEPROM中含有相应的标识符。地址寄存器模块辨认同一LIN总线上的不同从节点,而第二ROM阵列是为不同的运用和履行进程辨认不同的从节点。标识符滤波器根据分配的标识符以决议指令的履行与否,若标识符存在于行列中,则履行该指令,否则不履行。
纠错
过错辨认模块处于数据链路层,而纠错却是在运用层履行。因而,由嵌入式微操控器在软件中界说差错量。运用层中的纠错模块包含一个状况寄存器,每一种过错都有一个对应的过错标志位,并由该标志位向微处理器的内核发生一个中止请求。过错标志可经过对状况寄存器履行读操作来铲除。每次过错直接中止通讯,然后导致一个位过错以中止发送字节。从而这一帧信息被疏忽,从节点等候下一个中止域。
帧缓冲器
帧缓冲器是将送给微处理器内核的中止减到最小的另一个途径。它与标识符滤波器合作运用,可将中止的数量减到每帧一次。该缓冲器中含17个字节(一个标识符、八个发送字节、八个接纳字节)。
内核/状况机及运用接口
根据需求,AMIS可供给不同的内核。内核与LIN操控器间经过中止信号和特别功用寄存器(SFR)完成衔接,LIN操控器可看作是SFR总线上的一个外围器材。除了这些LIN总线特色外,与同类半导体处理技能渠道相同,AMIS开发了一个广泛的IP模块库,包含贰⑵和SAR ADC模块、输出电流可达0.3A的延时触发器及输出电流达3A的H桥。当然,运用从节点仅仅整个功用中的一部分,经过给它们供给满意功率以将它们集成在当今轿车中是轿车电气工程师的下一个重要应战。
42V电源技能计划
一个抱负的轿车电源计划中,电源等级将会从传统的12V电池电压转换成42V电源体系。而在42V体系中,电源等级还将会不断地升高。例如,体系整个寿数周期中的最大作业电压设定在50V,假如存在着8V最大动态过电压,电源电压就会到达58V.添加一个12V的外部驱动负荷泵,将会使体系的电压需求到达70V,再添加一个ESD维护窗,体系电压将到达80V.并且轿车的半导体器材不只要接受较高的电压,一起还必须具有满意的鲁棒性以满意其严苛的运转环境,比方,应满意运转温度在-40℃~+200℃规模的需求。到现在为止,接受较高电压和满意严苛运转条件的需求是42V轿车电子体系运用智能SoC技能的严重妨碍。
AMI半导体的I3T80是一种根据0.35mm CMOS工艺的80V电源智能模块集成技能。满意42V轿车体系恶劣的运转条件。由此技能开发出的设备包含电机操控驱动器、DC-DC变换器、具有带宽滤波器的高精度模仿电路以及ADC和DAC等。并且I3T80可以嵌入集成总计超越150000个门电路,其通讯协议模块包含PLL、USB、总线协议操控器、CAN和LIN通讯操控器。除此之外,它还供给了ROM和RAM存储器。
高集成度、高可靠性SoC解决计划要求可以简化履行过程,削减与不同电子体系之间的操控和接口本钱。AMIS的高电压、混合信号技能满意了这种需求。它把半导体解决计划与专用IP模块结合在一同,可以满意任何规范接口通讯总线(LIN、CAN)节点运用,一起与42V电压等级计划兼容。