وبلاگ شرکت در مورد NXP S9KEAZN64AMLCR فوق العاده قابل اطمینان KEA MCU اتومبیل مبتنی بر هسته آرم کورتکس-M0

NXP S9KEAZN64AMLCR میکروکنترلر خودرویی KEA فوق العاده قابل اعتماد بر اساس هسته Arm Cortex-M0

در سیستم‌های الکترونیکی خودرویی که امروزه به طور فزاینده‌ای پیچیده شده‌اند، میکروکنترلرها به عنوان «مغز» سیستم‌های کنترل خودرو عمل می‌کنند و قابلیت اطمینان و عملکرد آن‌ها مستقیماً ایمنی کلی و عملکرد کارکردی خودرو را تعیین می‌کند.Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd., به عنوان یک توزیع کننده جهانی پیشرو از MCUهای درجه خودرو، اکنون NXP را ارائه می دهد S9KEAZN64AMLCR—یک میکروکنترلر خودرویی سری KEA فوق العاده قابل اعتماد بر اساس هسته Arm® Cortex®-M0.

S9KEAZN64AMLCR مروری بر محصول: میکروکنترلرهای خودرویی سری NXP KEA

سری KEA میکروکنترلرهای NXP یک خط تولید MCU 32 بیتی سطح ورودی تا میان رده است که به طور خاص برای کاربردهای الکترونیکی خودرو طراحی شده است. بر اساس هسته کارآمد Arm Cortex-M0/M0+، به دلیل قابلیت اطمینان بالا و مقرون به صرفه بودن در بازار الکترونیک خودرو مشهور است. به عنوان یک مدل نماینده از این سری، S9KEAZN64AMLCR رابط‌های جانبی غنی و ویژگی‌های ایمنی درجه خودرو را ادغام می‌کند و آن را برای کاربردهای الکترونیکی خودرویی اساسی مانند کنترل بدنه، سیستم‌های روشنایی و رابط‌های حسگر کاملاً مناسب می‌سازد.

نام سری KEA از «Kinetis Entry-level Automotive» گرفته شده است که موقعیت آن را به عنوان یک راه‌حل اقتصادی سطح ورودی در خط تولید MCU خودروی NXP منعکس می‌کند. این سری برای سخت‌ترین الزامات زیست‌محیطی در الکترونیک خودرو بهینه شده است، و تمام مدل‌ها دارای گواهی AEC-Q100 Grade 1 (-40°C تا +125°C) یا Grade 0 (-40°C تا +150°C) هستند و از عملکرد پایدار در محیط‌های با دمای بالا مانند محفظه‌های موتور اطمینان حاصل می‌کنند.

از نظر موقعیت محصول، سری KEA شکاف بین MCUهای 8/16 بیتی سنتی و MCUهای 32 بیتی با کارایی بالا را پر می‌کند و به توسعه‌دهندگان الکترونیک خودرو تعادلی ایده‌آل بین عملکرد و هزینه ارائه می‌دهد. در مقایسه با سری S32K پیشرفته‌تر NXP (بر اساس Cortex-M4/M7)، سری KEA الزامات واحدهای کنترل الکترونیکی بدنه (ECU) اساسی را با مصرف انرژی کمتر و معماری ساده‌تر برآورده می‌کند.

S9KEAZN64AMLCR برای طیف گسترده‌ای از کاربردهای خودرویی و صنعتی که به بالاترین کیفیت و پشتیبانی بلندمدت نیاز دارند، طراحی شده است. S9KEAZN64AMLCR به عنوان نقطه ورود به اکوسیستم گسترده Arm عمل می‌کند و دارای ویژگی‌های زیر است:

هسته کم مصرف Arm Cortex-M0+ و حافظه فلش داخلی 8–128 کیلوبایتی

عملکرد عالی سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)/تخلیه الکترواستاتیک (ESD)، تحمل دمای بالا و انتشار کم تشعشعات

راه‌حل‌های عملکرد مقیاس‌پذیر و بسیار قابل اعتماد برای کاربردهای خودرویی حساس به هزینه

طرح‌های مرجع، ابزارها و یادداشت‌های کاربردی غنی برای کمک به کوتاه کردن چرخه‌های توسعه طراحی و تسریع زمان ورود به بازار

S9KEAZN64AMLCR ویژگی‌های اصلی و مشخصات فنی

S9KEAZN64AMLCR، به عنوان نسخه 64 کیلوبایتی فلش در سری KEA، در یک پکیج LQFP-64 بسته‌بندی شده است و قابلیت‌های پردازش قدرتمند و منابع جانبی غنی را در یک ردپای فیزیکی فشرده ادغام می‌کند.

ویژگی‌های اصلی S9KEAZN64AMLCR را می‌توان به شرح زیر خلاصه کرد:

هسته پردازنده و عملکرد

هسته Arm Cortex-M0: فرکانس عملیاتی تا 48 مگاهرتز، ارائه نسبت راندمان انرژی 0.95 DMIPS/MHz، پشتیبانی از مجموعه دستورالعمل Thumb-2، متعادل کردن تراکم کد و راندمان اجرا

پیکربندی حافظه: فضای ذخیره‌سازی فلش 64 کیلوبایتی (با تأیید ECC) + 8 کیلوبایت SRAM، برآورده کردن الزامات ذخیره‌سازی کد و داده‌های کاربردهای خودرویی با پیچیدگی متوسط

طراحی کم مصرف: پشتیبانی از حالت‌های توان متعدد (اجرا، انتظار، توقف، خواب)، با جریان آماده به کار تا 1.6μA (مقدار معمول)، که به طور موثر عمر باتری را در حالت خواب خودرو افزایش می‌دهد

رابط‌های جانبی غنی

رابط‌های ارتباطی: یکپارچه با حداکثر 3 UART (پشتیبانی از LIN)، 2 SPI و 2 I²C، برآورده کردن الزامات اتصال با سنسورها و محرک‌های مختلف

سیستم تایمر: شامل یک ماژول PWM 16 بیتی (FlexTimer)، تایمر وقفه دوره‌ای (PIT) و ساعت بلادرنگ (RTC) برای کنترل دقیق وظایف بحرانی زمان

جبهه جلویی آنالوگ: ADC 12 بیتی (16 کانال، نرخ نمونه‌برداری 1 مگابیت بر ثانیه) + DAC 12 بیتی برای اکتساب و خروجی سیگنال آنالوگ با دقت بالا

ویژگی‌های قابلیت اطمینان و ایمنی درجه خودرو

گواهی AEC-Q100: با استانداردهای دمایی Grade 1 (-40°C تا +125°C) مطابقت دارد و قابلیت اطمینان بلندمدت را در محیط‌های سخت خودرو تضمین می‌کند

مکانیسم‌های امنیتی سخت‌افزاری: تایمر نگهبان داخلی (WDOG)، تشخیص ولتاژ پایین (LVD) و ماژول نظارت بر ساعت برای جلوگیری از نقص سیستم

طراحی بهینه شده EMC: مقاومت در برابر تداخل الکترومغناطیسی بهبود یافته، مطابق با استانداردهای EMC خودرو مانند CISPR 25

پکیج و پیکربندی پین

S9KEAZN64AMLCR از یک پکیج LQFP با 64 پین (10 میلی‌متر × 10 میلی‌متر) استفاده می‌کند، با تخصیص پین بهینه شده برای الزامات طرح‌بندی کاربردهای الکترونیک خودرو:

پین‌های برق: پین‌های VDD/VSS متعدد از طراحی جداسازی توزیع شده پشتیبانی می‌کنند

پیکربندی GPIO: تا 55 پین ورودی/خروجی با هدف عمومی، که اکثر آن‌ها از عملکردهای وقفه و DMA پشتیبانی می‌کنند

پین‌های عملکرد تخصصی: سیگنال‌های اختصاصی مانند CAN، LIN و رابط‌های اشکال‌زدایی به طور مستقل در معرض دید قرار می‌گیرند

S9KEAZN64AMLCR مشخصات فنی:

پردازنده اصلی: ARM® Cortex®-M0+

مشخصات هسته: تک هسته‌ای 32 بیتی

سرعت: 40 مگاهرتز

اتصال: I²C، LINbus، SPI، UART/USART

لوازم جانبی: LVD، POR، PWM، WDT

تعداد ورودی/خروجی: 28

ظرفیت حافظه برنامه: 64 کیلوبایت (64K x 8)

نوع حافظه برنامه: فلش

ظرفیت EEPROM: 256 x 8

اندازه RAM: 4K x 8

ولتاژ - منبع تغذیه (Vcc/Vdd): 2.7 ولت تا 5.5 ولت

مبدل داده: A/D 16x12b

نوع نوسانگر: داخلی

دمای عملیاتی: -40°C تا 125°C (TA)

نوع نصب: نصب سطحی

سناریوهای کاربردی و راه‌حل‌های معمولی برای S9KEAZN64AMLCR

S9KEAZN64AMLCR، با پیکربندی عملکرد متعادل و قابلیت اطمینان درجه خودرو، طیف گسترده‌ای از کاربردها را در زمینه الکترونیک بدنه دارد.

سناریوهای کاربردی معمولی برای S9KEAZN64AMLCR:

ماژول کنترل بدنه (BCM)

به عنوان یک گره اصلی در معماری‌های الکترونیکی خودروی مدرن، ماژول کنترل بدنه عملکردهای اساسی مانند قفل درها، عملکرد پنجره و روشنایی داخلی/خارجی را مدیریت می‌کند. مزایای S9KEAZN64AMLCR در این کاربرد عبارتند از:

خروجی PWM چند کاناله برای کنترل دقیق روشنایی LED و درایو موتور

رابط باس LIN ارتباط مقرون به صرفه با گره‌های فرعی مانند ماژول‌های در و ماژول‌های صندلی را فعال می‌کند

ویژگی‌های کم مصرف از تشخیص بیدار شدن و مدیریت انرژی در حالت خواب خودرو پشتیبانی می‌کنند

سیستم‌های روشنایی خودرو

از کنترل لامپ هالوژن سنتی تا سیستم‌های درایو ماتریس LED مدرن، S9KEAZN64AMLCR قادر به انجام موارد زیر است:

PWM با دقت بالا برای سیگنال‌های نوبت‌دهی پویا، چراغ‌های تنفسی و سایر جلوه‌های روشنایی پیچیده

نمونه‌برداری ADC برای نظارت بر دمای LED و جریان، فعال کردن تشخیص خطا و محافظت

ارتباط CAN برای دریافت دستورات کنترل روشنایی از شبکه بدنه

هاب حسگر

در شبکه‌های حسگر خودرویی که امروزه به طور فزاینده‌ای پیچیده شده‌اند، S9KEAZN64AMLCR می‌تواند به عنوان یک متمرکزکننده داده‌های حسگر عمل کند:

ADC چند کاناله به طور همزمان سیگنال‌های آنالوگ مانند دما، فشار و موقعیت را به دست می‌آورد

رابط‌های SPI/I²C سنسورهای دیجیتال (شتاب‌سنج‌های MEMS، ژیروسکوپ‌ها و غیره) را متصل می‌کنند

پیش‌پردازش محلی بار را بر روی MCU اصلی کاهش می‌دهد

سیستم‌های کمکی خودروی انرژی نو

حتی در بخش خودروی انرژی نو، S9KEAZN64AMLCR نقش مهمی ایفا می‌کند:

واحد کنترل سیستم مدیریت باتری (BMS): ولتاژ/دمای باتری جداگانه را نظارت می‌کند

کنترل کمکی شارژر داخلی (OBC): کنترل فن، درایو کنتاکتور

مدیریت مبدل DC-DC: تولید PWM و تنظیم بازخورد