纳芯微电子:传统分布式ECU已过时?集中式智能化方案成为新宠!

Release time:2023-11-30
author:AMEYA360
source:纳芯微
reading:723

  传统汽车电子电器架构,车辆中各种电子电气系统控制与信息传输由分布在不同部件内的汽车控制器(ECU)完成,随着汽车电子电气化程度提高,功能多样化与智能化发展,汽车电子零部件占汽车系统比重逐渐提升。分布式架构中 ECU 的局限性对于车辆的生产成本、功能实现、未来发展都提出了挑战,集中式智能化解决方案域控制器与域内中心化架构则应运而生。

  以下几点为域控制器逐渐取代 ECU 的主要根因:

  ◆ 汽车电子化与智能化发展,传统分布式ECU结构数量与线束已经成为整车系统沉重负担。

  ◆ 分布式系统信息传输能力有限,域内统一调度控制,域外通过以太网等进行高速通信。

  ◆ 域控制器实现了软硬件的解耦,实现了软件的 OTA。

纳芯微电子:传统分布式ECU已过时?集中式智能化方案成为新宠!

  基于域控理念下整车车身区域控制系统(Zonal Control Unit)对比与传统车身控制器(Body Control Module)而言,也发生了翻天覆地的变化。传统分布式架构下,BCM主要用于检测和控制与车身(车灯,车窗,雨刮,继电器等)相关的功能并且充当部分CAN/LIN网关的功能,传统马达电动负载由继电器驱动,BCM上常用可支持不同负载电流的高边与低边开关支持不同类型的负载。在中高配车型,针对舒适性功能比如电动车窗,后视镜,电动座椅等,会搭配单独车门ECU,座椅ECU进行控制。

  而在最新区域域控的理念下,以在汽车上地理位置的功能集成方案成为主流。区域控制器承接特定位置(左域/右域)下所有电机,继电器,小型ECU控制大脑的功能。功率与驱动电路布置在区域控制器里以实现传统方案中多ECU的功能,这种实现方式对整车NVH,EMI,智能诊断等功能提出更高的要求。

  智能汽车舒适功能“卷卷卷”!

  除了上述提到的架构变化,新能源汽车电气化进程中,如何让驾驶员与乘客享受到回家的感觉亦是每家汽车主机厂差异化卖点,冰箱彩电大沙发不再是50万以上豪华品牌的专属,25万的汽车也能有一样的体验,电动座椅,电动尾门等已经逐渐成为15万级别汽车标配。问界,智己,小鹏带来了零重力座椅与“冥想空间”;比亚迪,智己与极氪把车载屏幕玩出了新花样,能转,能升也能滑;最近,M9让AFS头灯再次成为热点。由于这些舒适与便利性功能逐级下放C级,B级,A级车型,与舒适性相关的马达/电机在整车中使用的数量大幅提升至50个以上。

  以上功能的实现,都需要集成电路作为支撑,纳芯微电子为车身与便利系统中的各类马达控制提供完善的解决方案覆盖后视镜,风门/摆风,车门,座椅,尾门,电动踏板相关负载,工作电流使用不同产品可从300mA到30A以上。

  01、纳芯微马达驱动产品核心功能

  ◆ 满足AEC-Q100完善的车规产品质量品控体系。

  ◆ PWM调速与电流检测:支持20kHz及其以上更高频率PWM调速,同时提供精确的电流反馈信息以支持堵转检测和更优秀的NVH性能。

  ◆ 软件可配置:部分产品支持丰富的软件配置功能,帮助客户实现在区域域控制器中使用平台化话设计,兼容多种类型负载(继电器,LED灯,直流有刷电机,步进电机);同时芯片内部提供内嵌PWM生成器以节约MCU IO口和PWM定时器资源。

  ◆ 内置抖频与输出摆率调节:应对日趋严格CISPER25 EMI测试标准,软件可配置时钟抖频范围与输出摆率,灵活应对区域控制器方案中,电机需要进行分布式安装导致较长的功率走线带来的电磁辐射挑战。

  ◆ 智能诊断与保护:针对负载复杂工作状态,提供丰富保护与诊断功能,可实现负载开路诊断,对地短路诊断,对电池短路诊断,协助客户开发符合ASIL-B或者更高系统级功能安全标准产品。

  ◆ 集成细分与堵转检测:为汽车空调系统与头灯系统提供细分集成步进驱动解决方案,纵享丝滑;提供Sensorless/无霍尔传感器堵转检测,简化系统设计,优化成本。

  02、纳芯微区域控制器马达驱动解决方案

  纳芯微致力于提供使用在新电子电气架构下区域控制器马达驱动解决方案,多通道低边NSD56系列与NSD83半桥产品支持传统BCM(Body Control Module)与车身跨域(Body Domain Controller Unit)控制器方案;多通道半桥NSD83与多通道半桥预驱NSD36系列支持最新区域控制器(Zonal Controller Unit);集成式直流有刷驱动产品NSD73系列支持中小电流电机负载。针对区域控制器各种不同类型马达/继电器/LED等负载推荐方案如下:

  03、纳芯微马达驱动系列产品选型表

纳芯微电子:传统分布式ECU已过时?集中式智能化方案成为新宠!

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纳芯微发布NSD7315系列H桥直流有刷电机驱动芯片
  纳芯微今日宣布推出NSD7315系列大电流H桥驱动芯片,具备40V耐压能力与10A峰值输出电流,支持硬件和软件SPI两种输入接口版本,该系列芯片支持1路H桥或者2路半桥配置,可直接驱动1路直流有刷电机或2路电磁阀等负载。  NSD7315-Q1车规版本适用于多种汽车应用场景,包括车身电子锁、发动机控制系统中的电子节气门、废气再循环、分流阀,以及空气悬架CDC等应用。NSD7315工规版本也可应用于自动升降桌、电动窗帘、扫地洗地机等消费类设备。新推出的NSD7315是对纳芯微现有的NSD73xx系列H桥驱动产品在大电流方向上的进一步拓展。  产品特性  满足AEC-Q100 grade 1: –40°C~125°C TA(车规版本)  工作电压:4.5V~35V (40V耐压) ,输出电流:10A (峰值)  超低内阻 Rds(on) (上管+下管):150mΩ @TJ = 25°C, 13.5V  集成电流采样功能:比例电流输出(IPROPIx)  集成可配置的电流调节功能  可配置的控制模式:PH/EN,PWM(IN1/IN2) 和独立半桥控制  输出上升/下降时间压摆率可配置,优化降低EMI性能  低功耗模式:静态电流3μA @TJ = 25°C, 13.5V  SPI 和硬件接口选择:  – SPI接口:NSD7315S-Q1  – 硬件接口:NSD7315H-Q1  先进保护和智能诊断功能:电源欠压保护,电荷泵欠压,过流保护,负载开路检测,过热关断与过热预警,故障状态输出(nFAULT/SPI)  大电流,低温升,具备出色带载能力  NSD7315上下管总导通电阻仅为150mΩ,峰值输出电流可达10A,能够为汽车有刷电机、阀门泵类及工业电机提供大扭矩带载能力。即使在高温环境下,也具备较低且稳定的温升表现,运行持久可靠。  在半桥模式下,带载持续输出2A电流,环境温度为25℃,芯片温升稳定在24.4℃。带载持续2A电流时的芯片温升  在全桥模式下,带载持续输出5A电流,环境温度为25℃,芯片温升稳定在125°度,未触发过温保护。带载持续5A电流时的芯片温升  灵活设置输出压摆率,有效平衡大电流驱动中的温升与EMI挑战  在电机等负载驱动中通常采用硬开关方式,而大电流驱动会带来显著的电流变化率(△I/△T),进而产生较大的电磁干扰(EMI)(如下图所示)。若芯片输出的压摆率固定且较慢,会导致内部MOS开关损耗增加,导致温度升高。因此,如何在满足EMI性能的同时控制温升,是大电流驱动应用中的一大难点。  NSD7315支持根据不同负载和不同输入PWM频率,来灵活设置输出的上升/下降Slew Rate,同步配置死区时间,方便工程师在不更改硬件设计的前提下,通过软件(SPI版本)或者SR管脚(HW版本)来优化温升和EMI性能。  内部集成电流采样和电流调节,减少系统面积和成本  NSD7315集成电流采样功能,无需外部功率采样的电阻和电流运放即可实现电流检测。通过IPROPIx管脚,可按1/1100的比例输出每个半桥上管MOS的正向导通电流(即从Drain到Souce端的电流)。若将IPROPI1和IPROPI2管脚连接在一起,则输出电流为两个上管的正向电流之和(如下图所示)。NSD7315内置电流镜  同时,NSD7315还集成了电流调节功能,当输出电流超过内部设定的电流阈值时,芯片会自动执行限流功能,以防止在电机启动或堵转等工况下出现过大负载电流,从而避免芯片过热和电机损坏。  具备负载开路诊断功能,精准定位反馈故障,无需人工排查  NSD7315支持输出端负载开路诊断功能,可在驱动芯片待机模式和工作模式下分别检测负载状态,帮助系统在电机运转前或运行中及时发现异常,提升系统可靠性。该功能支持两种检测模式:待机模式检测(OLP)和工作模式检测(OLA)。  待机模式下的负载开路检测(OLP):芯片通过依次使能内部的上拉和下拉电流源,测量流经内部上/下拉电阻的电压,并与内部比较器的电压阈值进行比对,从而判断输出是否存在开路。  工作模式下的负载开路检测(OLA):芯片通过检测死区时间内高边续流MOS管体二极管的导通压降,并与固定的VOLA电压阈值比较,实现实时开路检测。  OLA模式检测电路  封装与选型  纳芯微H桥直流有刷电机驱动NSD7315系列现已全面量产,作为NSD73xx系列的重要拓展,该系列具备良好的通用性与可靠性,适用于多种典型负载需求。NSD7315系列的推出,进一步完善了纳芯微在电机驱动领域的产品布局,为客户提供更高集成度与系统适配性解决方案,助力终端产品快速落地。NSD73xx系列选型表
2025-07-30 10:50 reading:204
纳芯微重磅推出车规级SBC NSR926X,助力智能汽车电子架构升级!
  汽车电子电气架构正加速从分布式向域控制中央集中式方向发展,系统设计面临以下关键挑战:  • 系统集成度:功能数量持续增加,需通过高集成方案降低外围器件数量,优化PCB空间布局;  • 功耗管理:低功耗待机、快速唤醒与多模式能耗控制需求提升,设计平衡难度加大;  • 总线系统设计:CAN FD、LIN等多总线架构广泛应用,需兼顾高速传输、低干扰性能与网络唤醒机制,保障通信可靠性与整车功耗水平。  纳芯微全新推出的NSR926X系列车规级SBC系统基础芯片,集成了三路低压差稳压器(LDO)、四路高边驱动(HSS)、LIN收发器及带部分网络(Partial Networking, PN)功能的高速CAN收发器,采用多合一平台级设计,全面满足智能汽车控制模块对供电、通信与驱动等功能的集成化需求,助力下一代汽车电子架构高效升级!  封装与选型  NSR926X采用7mm × 7mm QFN48封装,带Wettable Flank结构,支持AOI检测,符合AEC-Q100 Grade 1车规认证,可广泛应用于车身控制模块(BCM)、尾门控制单元、转向系统模块、挡位选择模块等车载电子系统。  NSR926X系列产品选型表  产品亮点  集成三路LDO输出,满足多电压域供电需求  ◆ LDO1:主稳压输出,提供5V/250mA (NSR926X) 或3.3V/250mA(NSR926XV33),适用于MCU供电;  ◆ LDO2:辅助稳压输出,5V/100mA,具备板外使用保护功能;  ◆ LDO3:可配置电压输出,支持5V或3.3V(NSR926X)、3.3V或1.8V(NSR926XV33) 选择,配合外部PNP晶体管可用于板外供电或与LDO1负载共享。  集成四路高边驱动,满足多样化负载控制需求  ◆ HS1、HS2:3Ω导通阻抗,适配中等功率负载;  ◆ HS3、HS4:6Ω导通阻抗,适用于轻载控制;  四路HS针对带大电容启动的应用场景进行了设计优化,兼顾启动性能与短路保护需求。  支持CAN FD与LIN通信,适配复杂车载网络架构  ◆ CAN收发器:支持最高5 Mbit/s FD通信,兼容CAN 部分网络(Partial Networking, PN)功能与CAN FD容错模式,符合ISO 11898-2:2016与SAE J2284标准;  ◆ LIN收发器:支持LIN 2.2协议,兼容ISO 17987-4与SAE J2602标准;  集成7种状态机模式,适配各种应用场景  ◆ 初始化模式 - Init Mode;  ◆ 正常工作模式 - Normal Mode;  ◆ 低功耗模式 - Stop/Sleep Mode;  ◆ 故障保护模式 - Restart/Fail-safe Mode;  ◆ 用户调试模式 - Test Mode  集成完善的智能唤醒与系统监控/故障诊断功能  ◆ WK端口支持电压检测及远程唤醒功能,具备高压测量功能,通过WK1与WK2可实现高压检测与备用测量模式切换;  ◆ 16位SPI接口,支持灵活配置与系统状态监控;  ◆ 故障输出/通用IO:3路Fail输出,支持故障状态显示,FO2/FO3可配置为通用IO或唤醒源;  ◆ 集成Fail-safe安全机制、看门狗定时器(窗口模式与超时模式)、中断与复位输出功能  依托高集成、高可靠、低功耗、可扩展等优势,纳芯微NSR926X系列SBC为下一代智能汽车电子系统提供稳定、灵活、可靠的一站式电源与通信支持平台!
2025-07-28 14:06 reading:406
纳芯微参与车规传感器标准制定,推动汽车电子行业发展
  在汽车电子技术加速发展的背景下,产业标准体系建设已成为行业高质量发展的关键之一。作为国内领先的汽车模拟芯片和传感器芯片企业,纳芯微不仅在产品创新和市场拓展方面不断发力,还积极参与行业标准的制定,推动技术规范化进程。  近期,由纳芯微参与编制的《汽车用霍尔式传感器性能试验方法》团体标准,已正式获得中国检验检测学会批准发布。该标准对霍尔式传感器的一般试验、外观检查、工作温度范围、电气特性等性能测试方法进行了系统规定,为相关产品的开发、验证和质量评估提供了统一的技术依据。  纳芯微在技术创新、市场拓展及产业链协同持续突破。其产品广泛应用于新能源汽车三电系统,并加速渗透至智能化和安全领域。自2016年发布首款汽车芯片,截止2024年,纳芯微汽车芯片累计出货量已达6.68亿颗,2024年汽车业务营收占比36.88%。  在磁传感器领域,纳芯微不断丰富产品体系并布局全面,2024年顺利完成对麦歌恩的战略收购与整合,进一步拓展技术与产品矩阵,提升市场竞争力,巩固行业领先地位。  磁电流传感器(例如:NSM201x系列和NSM203x系列)可用于汽车电池管理系统的电流监测;  磁开关传感器(例如:MT72xx系列和MT73xx系列)可用于车门、尾门、座椅卡扣等部件的测与控制;  磁角度传感器(例如:MT6511)可实现精准的角度位置感知,提升电控系统的稳定性;  磁阻编码器(例如:MT6835 和 MT6826S)以高精度和快速响应为优势,广泛应用于工业自动化和运动控制等领域;  速度传感器(例如:NSM41xx系列)采用AMR技术,可用于汽车ABS系统中的车轮速度检测,助力制动控制系统实现精准响应与安全提升。
2025-07-23 10:43 reading:380
纳芯微化繁为简, 适配复杂磁场环境,MT73xx 3D双路输出霍尔锁存器赋能车规电机精准控制
  纳芯微基于3D霍尔原理设计的双路输出霍尔锁存器MT73xx系列,支持SS(速度与速度)或SD(速度与方向)双路输出,符合车规Grade 0标准,可广泛应用于车窗、尾门、天窗等电机控制系统,助力提升速度与位置检测的精度与稳定性,优化整车舒适性体验。  在电机控制系统中,速度与方向信号的精准检测直接影响系统响应速度与运行稳定性。传统方案通常依赖两颗霍尔锁存器组合,对磁环安装精度要求较高,容易引发信号相位偏差、同步性差、结构复杂等问题。  MT73xx系列产品集成3D霍尔感应结构,具备天然正交输出特性,能够同时输出双路相位差90°的速度信号(SS输出)或速度与方向信号(SD输出),广泛适用于 “速度-方向”检测场景。这种设计降低了对磁环磁极位置安装精度的依赖,有效规避双路信号相位偏差,简化系统结构,提高整机稳定性,为运动控制检测提供更灵活可靠的解决方案。  VHS技术加持,适配多元磁环结构  为了实现高精度的3D感应效果,MT73xx系列采用纳芯微自研VHS(Vertical Hall Sensor)技术,通过XY、YZ、XZ不同轴向感应组合,任意两轴便可天然正交输出,提升信号同步性。  此外,MT73xx系列可很好的兼容磁环结构,无论是轴向、径向或异形磁铁结构,均能保持优良的占空比表现,便于用户根据磁环特性与安装环境灵活调整设计,进一步降低开发难度与调试成本。  双路输出优化系统集成  在系统集成方面,MT73xx的双路输出特性可替代传统单路或双霍尔方案,直接输出SS(速度与速度)或SD(速度与方向)信号至ECU,减少外围冗余位置传感器需求。  这一设计不仅节省PCB空间、简化结构设计,还提升了方案集成度,为客户在电机控制、智能座舱等领域的创新应用提供更大自由度。
2025-07-23 10:41 reading:348
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