TI可以為客戶提供更多的選擇日前，在蓋世汽車主辦的2022年第三屆混合技術(shù)發(fā)展論壇上，德州儀器中國(guó)區(qū)MCU產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)理魯靜介紹，為了滿足高電壓，集成化和高安全性的行業(yè)需求，TI推出了基于ARM內(nèi)核的第三代C2000 DSP和AM263X實(shí)時(shí)MCU產(chǎn)品，提供多種引腳數(shù)，存儲(chǔ)器和封裝選擇，滿足集成通信，功能安全和信息安全的需求

德州儀器中國(guó)區(qū)MCU產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)理

組織以下演講內(nèi)容:

德州儀器是一家半導(dǎo)體芯片公司我們的業(yè)務(wù)涵蓋芯片的研發(fā)，制造，測(cè)試和銷售TI擁有8000多種模擬和數(shù)字產(chǎn)品，全球近10萬客戶分布在工業(yè)汽車，消費(fèi)電子，企業(yè)市場(chǎng)和通信市場(chǎng)今天我們就來重點(diǎn)介紹一下TI在汽車電動(dòng)化領(lǐng)域的MCU產(chǎn)品

TI于1986年進(jìn)入中國(guó)，36年來，我們一直在擴(kuò)大我們?cè)谥袊?guó)的本地服務(wù)系統(tǒng)目前，TI在成都有一個(gè)綜合制造基地，在北京，上海和深圳有R&D團(tuán)隊(duì)我們還在上海和深圳設(shè)有產(chǎn)品分銷中心，以及近20個(gè)銷售和技術(shù)支持分支機(jī)構(gòu)，為中國(guó)的客戶提供全方位的支持

德州儀器汽車電氣化MCU解決方案

最近幾年來，電動(dòng)化，智能化，網(wǎng)聯(lián)化等汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)也帶來了諸多技術(shù)挑戰(zhàn)在電動(dòng)化領(lǐng)域，市場(chǎng)趨勢(shì)要求汽車的電驅(qū)動(dòng)速度越來越快，純電動(dòng)續(xù)航里程越來越長(zhǎng)，充電時(shí)間需要更快，電力轉(zhuǎn)換效率需要更高，要支持SiC等功率器件，PWM變頻控制的開關(guān)速度也會(huì)變得更快，同時(shí)保證電力系統(tǒng)的功能安全

在智能領(lǐng)域，要求芯片具有更強(qiáng)的計(jì)算能力，支持多傳感器融合聯(lián)網(wǎng)要求汽車在互聯(lián)互通的同時(shí)保證數(shù)據(jù)安全和網(wǎng)絡(luò)安全

首先是高性能，其次是信息安全和功能安全越來越重要，這就要求MCU產(chǎn)品不僅要考慮主頻，還要考慮整個(gè)系統(tǒng)的功能安全。

今天很多嘉賓都提到汽車行業(yè)非常浩繁這個(gè)體量的另一個(gè)表現(xiàn)就是整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)周期越來越短作為半導(dǎo)體供應(yīng)商，我們需要提供更好的軟件開發(fā)環(huán)境和知識(shí)庫(kù)，讓客戶快速開發(fā)產(chǎn)品，我們需要更好地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品重用

首先看一下整個(gè)車身的MCU布局我們選擇了幾個(gè)大家可能感興趣的MCU應(yīng)用針對(duì)自動(dòng)駕駛的雷達(dá)處理，TI推出了AM27系列產(chǎn)品，包括一對(duì)R5鎖步內(nèi)核和一個(gè)C6000 DSP內(nèi)核TI的DSP有二三十年的歷史，所以我們?cè)跀?shù)字信號(hào)運(yùn)算方面的性能非常優(yōu)越，可以很好的處理雷達(dá)信號(hào)同時(shí)TIAM27也非常適合語音信號(hào)處理，可以支持個(gè)性化產(chǎn)品的開發(fā)

另外，汽車正在向域控制器發(fā)展，未來車身各模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸流量會(huì)越來越高，目前的LIN和CAN將難以滿足需求從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，車載以太網(wǎng)可能很快就會(huì)落地，所以TI推出了AM24系列產(chǎn)品，可用于車身網(wǎng)關(guān)或域控制器

今天的主角是C2000和AM26，它們將更多地用于電控，電驅(qū)動(dòng)和其他電氣化領(lǐng)域TI所有的產(chǎn)品都是基于統(tǒng)一的架構(gòu)，基于統(tǒng)一架構(gòu)的整個(gè)開發(fā)過程會(huì)更快

我們把電氣化的過程分為兩部分第一部分是電驅(qū)動(dòng)，包括混合動(dòng)力系統(tǒng)，電驅(qū)動(dòng)部分，車身空調(diào)等等

此外，就是電控部分，如插電式混合充電OBC，車身高低壓轉(zhuǎn)換的DC/DC轉(zhuǎn)換器等這些應(yīng)用的共同特點(diǎn)是實(shí)時(shí)控制，即能夠快速采集板卡上的信號(hào)，通過一系列操作快速實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制

針對(duì)這種實(shí)時(shí)應(yīng)用，TI推出了兩個(gè)系列的產(chǎn)品，第一個(gè)是左邊的C2000系列，已經(jīng)在市場(chǎng)上很多廠商中廣泛使用，右邊是我們?nèi)ツ晖瞥龅腁M26x系列產(chǎn)品這種產(chǎn)品將于本月批量生產(chǎn)

兩款產(chǎn)品的共同特點(diǎn)是擁有TI高性能實(shí)時(shí)控制單元，包括高通量ADC模塊，高精度PWM模塊和高速比較器模塊。

針對(duì)功能安全和AUTOSAR的趨勢(shì)，AM26x產(chǎn)品上集成了HSM硬件的加密模塊，支持最高級(jí)別的ASIL—D認(rèn)證。

我們來看看電控領(lǐng)域的趨勢(shì)汽車需要更長(zhǎng)的續(xù)航里程，所以需要支持更高的功率根據(jù)市場(chǎng)信息和預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，2030年11kW或22kW OBC模塊的市場(chǎng)份額將越來越高要實(shí)現(xiàn)這類產(chǎn)品，需要有更快的開關(guān)頻率，所以我們會(huì)使用SiC等新型功率器件，控制頻率會(huì)從現(xiàn)在的一兩百K上升到幾百K，甚至百萬級(jí)控制此時(shí)，CPU將需要更高的計(jì)算能力，外設(shè)的性能也將進(jìn)一步提高

TI的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)明顯從ADC采樣到電控算法再到PWM輸出，整個(gè)環(huán)路可以控制在一微秒之內(nèi)，這在業(yè)界是非常優(yōu)秀的表現(xiàn)鑒于電子控制產(chǎn)品的復(fù)雜拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，我們還提供多達(dá)64個(gè)通道的高精度PWM，幫助客戶實(shí)現(xiàn)非常靈活的設(shè)計(jì)

在AUTOSAR和ASIL—D的支持下，客戶可以很容易地使用TI的芯片設(shè)計(jì)。

然后將其改進(jìn)為OBC和DC/DC在PCB板上著陸的架構(gòu)左邊是充電裝置通常，OBC的前端是AC/DC功率因數(shù)校正電路，它允許產(chǎn)品更高和更好地利用電網(wǎng)效率隨后，電壓將被DC/DC提升至400V甚至800V，為動(dòng)力電池充電，動(dòng)力電池將在進(jìn)一步運(yùn)行期間驅(qū)動(dòng)電機(jī)

由于車身有很多揚(yáng)聲器，座椅，大燈等設(shè)備，有12V或者48V的電路，需要一個(gè)從高壓到低壓的過程，而這個(gè)過程需要在汽車行駛過程中實(shí)現(xiàn)，所以功能安全是最重要的。

市面上各種廠商實(shí)現(xiàn)功能的方式多種多樣，我們總結(jié)為四種應(yīng)用場(chǎng)景一種是目前市場(chǎng)上常見的，就是用單片作為PFC，非隔離電路，然后用第二個(gè)芯片作為OBC的DC/DC因?yàn)檫@個(gè)模塊需要與汽車的其他部分進(jìn)行通信，所以通常需要第三個(gè)MCU來運(yùn)行AUTOSAR，信息安全或功能安全

第二種方式，我們會(huì)選擇更強(qiáng)的MCU，可以把OBC的DC/DC部分和主控MCU部分結(jié)合起來，形成雙芯片方案。

第三種方式，有些客戶會(huì)把OBCPFC和DC/DC放在一個(gè)芯片上，用一個(gè)主MCU。

第四種方式是大整合所有四種功能都可以放在一個(gè)芯片上

TI提供所有設(shè)計(jì)靈活性，包括高性能產(chǎn)品，如四核400兆產(chǎn)品AM2634和雙核產(chǎn)品AM2632C2000也有四核產(chǎn)品和單核產(chǎn)品對(duì)于TI，我們更有選擇性，客戶可以根據(jù)自身情況選擇方案

對(duì)于DC/DC從高壓到低壓的轉(zhuǎn)換，我們也有雙芯片方案和單芯片方案集成也是當(dāng)前的趨勢(shì)，我們期待看到更多創(chuàng)新的架構(gòu)

TI C2000放大器，AM263x芯片特性介紹

TIC2000在實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域已經(jīng)使用了20多年在汽車領(lǐng)域，C2000在電氣驅(qū)動(dòng)和電氣控制方面占有很高的比重評(píng)價(jià)一個(gè)芯片有四個(gè)方面第一，是否有足夠的能力和良好的性能對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣，包括通道數(shù)，吞吐量和精度的性能

第二部分是處理部分，也就是計(jì)算能力。

第三部分是控制，包括車載設(shè)備的控制能力是否靈活，控制延時(shí)等等。

第四部分是接口，接口的數(shù)量，種類，吞吐量是否足夠豐富，能夠滿足客戶的需求以上四個(gè)方面基本可以評(píng)價(jià)一個(gè)MCU是否能滿足基本要求

那么C2000的優(yōu)勢(shì)是什么呢在這里，我想引用一下比亞迪的魯總經(jīng)理說過的話他說，比亞迪在做DM—i創(chuàng)新的時(shí)候，更多的是站在用戶的角度設(shè)計(jì)零部件其實(shí)TI也是如此我們?cè)谧鲂酒臅r(shí)候，也需要站在用戶的角度去思考，客戶在做電驅(qū)動(dòng)或者電子控制的時(shí)候，希望如何使用這些硬件模塊，我們需要提供哪些功能，讓它們的使用更加簡(jiǎn)潔方便C2000基于上述角度設(shè)計(jì)了芯片

在計(jì)算部分，會(huì)對(duì)實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域的算法進(jìn)行分析，針對(duì)具體操作創(chuàng)建具體的硬件指令，提高計(jì)算速度我們還會(huì)放置一個(gè)專用的內(nèi)核來快速響應(yīng)ADC信號(hào)的中斷，從而減少信號(hào)延遲

在采樣部分，我們會(huì)考慮如何根據(jù)不同模塊的同步要求來設(shè)計(jì)ADC，實(shí)現(xiàn)多路同步另外，針對(duì)采樣中可能出現(xiàn)的誤差，我們會(huì)增加硬件的后處理模塊來自動(dòng)修正同樣，PWM可以靈活調(diào)整各種信號(hào)的時(shí)區(qū)和相移，用戶可以通過它實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)這些都是TI設(shè)計(jì)芯片的初衷

除了性能和實(shí)時(shí)控制的特點(diǎn)，C2000還在信息安全和功能安全方面做了大量工作比如為了保護(hù)代碼，我們有反鎖措施，加密啟動(dòng)等相應(yīng)的保護(hù)措施我們也有相應(yīng)的硬件加速器來滿足信息傳輸過程中的加密需求

在功能部分，C2000目前已經(jīng)達(dá)到ASIL—B級(jí)功能安全認(rèn)證，未來將成為ASIL—D級(jí)認(rèn)證芯片TI還提供功能安全診斷庫(kù)，功能安全手冊(cè)等資料，幫助客戶通過系統(tǒng)級(jí)認(rèn)證

TI的AM26x系列更多的是面向ARM生態(tài)系統(tǒng)的客戶AM26x和C2000的區(qū)別僅在于內(nèi)核不同使用ARMR系列內(nèi)核，最多四個(gè)內(nèi)核主頻會(huì)達(dá)到400MHZ，部分產(chǎn)品可以達(dá)到800MHZ所有配置都適用于電力驅(qū)動(dòng)和電子控制應(yīng)用

的內(nèi)核可以靈活配置，用戶可以根據(jù)自己的軟件架構(gòu)進(jìn)行選擇以中間架構(gòu)為例，它使用一對(duì)鎖步內(nèi)核來監(jiān)控功能安全和AUTOSAR，然后使用另外兩個(gè)內(nèi)核來控制或處理電機(jī)的電量如果有些客戶沒有功能安全需求，可以使用四核來提高計(jì)算能力

TIAM26x系列所有產(chǎn)品均可兼容硬件客戶開發(fā)一系列產(chǎn)品時(shí)，硬件設(shè)計(jì)基本一致，可以通過軟件配置靈活選擇內(nèi)核

在功能安全方面，AM26x支持ASIL—D認(rèn)證，其功能安全特性將比C2000更加豐富不僅在內(nèi)核級(jí)和內(nèi)存訪問上有功能安全機(jī)制，而且在總線上增加了很多功能安全機(jī)制來保證系統(tǒng)安全其信息安全基本可以滿足汽車行業(yè)的需求，支持不同的算法客戶也可以在這個(gè)芯片上添加自己的密鑰，實(shí)現(xiàn)定制產(chǎn)品

參考設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

未來市場(chǎng)上22kW的產(chǎn)品會(huì)越來越多此外，汽車正在成為一個(gè)大規(guī)模的儲(chǔ)能設(shè)備，因此在電源設(shè)計(jì)中，雙向充電的需求會(huì)越來越多

前面講了很多電控其實(shí)電傳動(dòng)也會(huì)有電傳動(dòng)和DC/DC的一些功能需求，包括反向制動(dòng)，如何提高電傳動(dòng)的系統(tǒng)效率針對(duì)這種應(yīng)用，TI還推出了參考設(shè)計(jì)TIDM—02009

TI的使命是通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，讓電子設(shè)備讓人們的生活更美好也希望TI能通過MCU的不斷創(chuàng)新，為我們的行業(yè)提供更高性能，更高性價(jià)比的解決方案，幫助整個(gè)行業(yè)的電氣化進(jìn)程越來越穩(wěn)健

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