国内首家|纳芯微NovoGenius®系列电机控制Turnkey Solution获得ASPICE CL2认证

发布时间:2026-08-05 10:14
作者:AMEYA360
来源:纳芯微
阅读量:145

  近日,纳芯微 NovoGenius®系列电机控制Turnkey Solution*软件开发项目,依据Automotive SPICE® PAM 4.0完成专业过程能力评估并达到能力等级2(Capability Level 2,简称“CL2”)。此次评估结果表明,该项目已建立覆盖软件需求、设计、开发、验证及项目管理的受控流程,为客户提供更加规范、稳定、可追溯的软件支持,助力提升方案开发与量产导入效率。

  纳芯微是国内首家以电机控制 Turnkey 软件项目通过 CL2 的芯片厂商。本次评估覆盖从软件需求分析到软件验证的软件开发全流程,共11项过程达到CL2要求,认证深度和广度均处于行业前列。

  *Turnkey Solution:基于NovoGenius®系列的NSUC16xx电机驱动芯片,配套软件算法、开发工具及技术支持的一体化电机控制解决方案。

国内首家|纳芯微NovoGenius®系列电机控制Turnkey Solution获得ASPICE CL2认证

  构建贯穿软件全生命周期的过程能力

  随着汽车电子功能持续增加、电子电气架构向集中化和网络化演进,车辆功能日益依赖软件实现与跨系统协同。开发者选型时,不仅关注芯片本身的性能和可靠性,也越来越关注芯片厂商能否持续提供规范、稳定、可维护的软件及技术支持。

  Automotive SPICE(汽车软件过程改进和能力评定)是国际汽车行业广泛认可的软件开发过程评估与改进框架,由德国汽车工业协会(VDA)主导制定,用于系统性评价嵌入式软件及系统的开发过程成熟度与能力水平。

  NovoGenius®系列电机控制Turnkey Solution通过Automotive SPICE® CL2认证,意味着相关软件开发过程不仅能够实现预期目标,而且已经通过计划、监控和调整进行管理,需求、设计、代码、测试结果和发布版本等工作产品也得到相应控制和维护。

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  11项过程达到CL2

  过程可追溯,软件交付更可控

  此次评估覆盖软件需求分析、软件架构设计、软件详细设计与单元构建、软件单元验证、软件组件及集成验证、软件验证,以及项目管理、质量保证、配置管理、问题解决管理和变更请求管理:

  需求到验证,全流程可追溯。通过规范的软件需求、设计和验证流程,建立从客户需求到软件实现、再到验证结果的完整追溯链,帮助客户更高效地完成需求确认、项目审查与变更评估。

  版本与变更受控,提升交付可预期性。对软件版本、需求变更及影响范围进行统一管理,减少协同偏差,提升开发、联调和交付节奏的确定性。

  问题处理形成闭环。对问题分析、解决及验证过程进行闭环管理,提升问题沟通与解决效率,支持客户更顺畅地推进系统集成与量产导入。

  更高效对接汽车客户研发体系。通过规范的软件过程和交付物体系,有效对接主机厂和 Tier 1 的供应商评估、项目审查及软件质量管理要求,提升双方的协同效率。

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  从芯片到软件

  完善电机控制解决方案

  NSUC16xx是纳芯微NovoGenius®汽车专用“MCU+”家族中,面向汽车智能执行器及电机控制应用打造的“MCU+电机驱动”产品系列。不同型号可支持有刷直流电机、无刷直流电机和步进电机等多种电机类型,覆盖座椅通风、电子水阀、空调出风口/风门执行器、主动进气格栅、充电小门及电子水泵、油泵、电子冷却风扇、鼓风机等应用场景。

  针对不同电机控制需求,NSUC16xx系列通过集成MCU、电机驱动或预驱、通信及保护等功能,帮助客户简化系统设计。配合开发板、软件算法、配置工具及应用支持,可进一步降低客户从芯片评估到系统开发的技术门槛。

国内首家|纳芯微NovoGenius®系列电机控制Turnkey Solution获得ASPICE CL2认证

  高集成度芯片有助于降低硬件设计复杂度,规范、受控的软件开发与交付流程则提升了方案导入和持续迭代的可预期性。通过软硬件能力协同,纳芯微致力于为客户提供“芯片+软件+工具+技术支持”的系统级服务。此次ASPICE CL2认证的获得,进一步体现了纳芯微在电机控制领域的软件开发与系统交付能力,也为客户评估和选择可靠、可追溯的电机控制方案提供了重要参考。

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纳芯微丨SafeNovo® | 车载电源系统功能安全系统方案
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 MCU 监控层检测第一级慢速过压,两路合理性故障过压触发安全状态(图六.b);  硬件第二级快速过压检测触发安全状态(图六.c);  硬件监控层触发安全状态(图六.d);  安全状态汇总触发驱动芯片关闭(图六.e);  与单 MCU 架构的唯一区别在于,该方案将功率相关的 PWM 控制放入了 DC-DC DSP。  图六 架构二 功能安全系统框图  架构三:纯 DSP 组合  升级方案一  当 OBC/DC-DC 的低压相关功能均集成到整车其他控制器的时候,对于 OBC/DC-DC 来说就仅需执行功率控制,这个时候功能安全实现也就转移到了 DSP 中。  图七 纯 DSP 组合功能安全升级措施一  在该双 DSP 冗余架构下,DC-DC 输出级的“检测—判断—执行”安全功能被分解至两颗 DSP,并通过 PMIC/SBC 及外围电路满足相应安全等级,以 DSP 冗余实现系统级高功能安全。关键安全机制细化为以下四个层面:  冗余电压采样  DC-DC 输出电压两路采样信号同时接入 DC-DC DSP 与 OBC DSP,第一路采样仅需提供给 DC-DC DSP 用于功率算法控制,另外两颗 DSP 监控层软件均采样两路进行合理性校验(图八.a)。  控制与冗余关断  正常工作时,由 DC-DC DSP 负责实现输出功率算法控制。与此同时,DC-DC DSP 与 OBC DSP 均具备独立检测第一级慢速过压的能力,并各自控制一路安全状态输出信号。任一 DSP 识别到过压,会通过监控层软件触发关断(图八.b/c),即使 DC-DC DSP 发生失效,冗余 DSP 仍能可靠地使系统进入安全状态。同时第二级快速过压检测和前述架构保持一致(图八.d)。  关键供电与基础设施安全  两颗 DSP 的关键电源轨(包括采样参考供电、主核供电等)、硬件比较器电路均由满足 ASIL D 等级的 PMIC/SBC 提供。该 PMIC/SBC 与 DSP 需建立看门狗机制,并对各自内部状态进行持续监控。DC-DC DSP 也应具备上电自检功能检查硬件关断路径是否正常。任何监控机制检测到异常,都需触发安全状态输出(图八.e)。  关断路径  所有安全状态信号包括:两颗 DSP 监控层软件触发的故障、PMIC/SBC、两颗 DSP 硬件监控层触发的故障以及硬件过压比较器信号,统一汇入一个基于或门逻辑的故障汇总硬件单元,该单元直接控制驱动芯片的使能端执行关断(图八.f)。  图八 架构三 功能安全系统框图一  升级方案二  鉴于基于 DSP 的功能安全监控软件开发存在一定难度(需构建严格的软件分区隔离、双通道交叉比较、程序流检测与窗口看门狗等复杂冗余机制),且对该软件监控自身的鲁棒性(如发生共因失效或软件本身缺陷时可能无法可靠关断)存在顾虑,下述方案完全摒弃 DSP 内部自带的安全机制,转而通过增加独立外部硬件电路来实现第一级电压监控,从而简化系统安全架构的设计。  图九 纯 DSP 组合功能安全升级措施二  与架构三的升级方案一相比,该方案将第一级过压检测移植到硬件比较器进行实现。图十所示方案中,DC-DC DSP 自身仅执行基本看门狗等监控,达到 ASIL A(D) 等级;两级的过压检测均由硬件实现:  控制用电压采样(图十.a);  硬件检测用电压采样(图十.b);  硬件第一级慢速过压检测触发安全状态(图十.c);  硬件第二级快速过压检测触发安全状态(图十.d);  硬件监控层触发安全状态(图十.e);  安全状态汇总触发驱动芯片关闭(图十.f);  图十 架构三 功能安全系统框图二  该方案有三个局限性:  硬件冗余关断与自检  硬件过压慢速保护提供冗余关断路径,必须通过关断路径自检覆盖潜伏失效;该保护路径的自检可能显著延长上电时间,需在安全覆盖与启动性能间取得平衡。  硬件过压滤波的响应  硬件 RC 滤波下,触发时间随过压幅值增大而缩短,无法实现软件的延时一致性;若采用该方案则滤波参数须与客户共同定义并达成一致,避免因响应差异导致鲁棒性问题。  图十一 硬件滤波时间示例  欠压保护功能安全实现  欠压保护采用冗余硬件实现难度较大,部分 DC-DC 要求不带小电池启动,一般由软件实现故障检测。  在电源系统升级的实际落地中,升级方案一采用系统集成与开发简化的设计思路:通过复用现有 MCU 资源实现高功能安全要求,无需额外使用高安全等级的 MCU,从而降低 BOM 成本和开发投入。该方案将软件及系统架构的改动限制在可控范围内,显著缩短开发周期。此外,该设计支持 OBC 系统后续平滑升级功能安全等级,具备良好的架构扩展性。  03  低压欠压保护功能安全方案  在基于上述架构的前提下,第一级欠压故障的检测方法与过压基本一致,但欠压无法采用硬件比较器进行快速检测。第二级欠压故障因 DC-DC 输出端口与小电池之间的压差较大,可利用低压侧反向过流检测实现快速判断。在故障响应中,为避免内部短路导致能量反灌,除停止 DC-DC 功率输出外,还需断开 DC-DC 输出端口与小电池的连接,这就要求在 DC-DC 输出端口配置一个安全开关。同时,DC-DC 还可利用该安全开关断开与闭合前后的电压变化,来判别故障属于 DC-DC 内部还是外部,进而采取不同的关断措施。  图十二 欠压检测功能安全系统框图
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2026-07-24 09:52 阅读量:415
纳芯微车载SerDes产品的ESD防护技术介绍
  摘要  车载SerDes系统在整车环境中面临严峻的ESD挑战,直接影响行车安全与系统可靠性。  纳芯微通过三重防护架构——器件级ESD防护、RS-FEC前向纠错、物理层重传机制——为NLS9116/NLS9113加串器和NLS9246/NLS9243解串器提供了系统级解决方案。基于ISO 10605-2023标准的完整测试验证表明,产品在上电ESD(接触放电±8KV、空气放电±25KV)和下电ESD(Pin放电±8KV)测试中均满足等级A要求。与对标同类器件相比,纳芯微SerDes在CE/RE测试中裕量普遍高2-6dB,为整车厂商提供了更高的设计余量和可靠性保障。  1. 车载SerDes系统的ESD挑战:从客户痛点出发  现代智能汽车中,摄像头到域控制器的高速数据传输链路已成为ADAS和自动驾驶系统的关键组成部分。NLS9116/NLS9113加串器和NLS9246/NLS9243解串器构成的SerDes系统通常部署在车外摄像头模组与车内域控制器之间,暴露于复杂的整车电磁环境中。车外摄像头镜头、外壳及线束接口等位置直接面临静电放电的风险,这些位置在车辆使用、维护过程中极易与人体或工具接触,产生高达数千伏的静电放电事件。  在实际工程应用中,客户在ESD测试中常遇到两类典型问题:  带电ESD测试异常:系统正常工作时施加ESD干扰,导致画面黑屏、闪屏、卡顿,直接影响ADAS、智能座舱功能的实时性与可靠性  不带电ESD测试损坏:系统未上电状态下的ESD冲击,造成芯片永久性损坏、器件失效,增加物料成本与维修复杂度  这些问题不仅延长了研发验证周期,更对行车安全构成潜在威胁。一次ESD测试失败可能意味着数周的设计迭代与重新验证,直接拖慢项目进度并增加开发成本。  2. ESD问题根因深度剖析:带电与不带电场景的差异  ESD失效机理因系统工作状态不同而存在本质差异,理解这些差异是设计有效防护方案的前提。  带电ESD失效机制  系统正常运行时,ESD瞬态干扰通过以下路径影响系统功能:  信号链路瞬时扰动:ESD电流耦合至高速差分信号线,导致信号波形畸变,产生纳秒级误码突发  FEC纠错能力超限:传统SerDes的前向纠错(FEC)机制在密集误码冲击下无法完全恢复数据,错误累积超过阈值  缺乏动态重传机制:链路层协议未设计针对瞬态干扰的快速重传机制,导致画面中断时间延长  这种失效模式表现为功能暂时性异常,在ESD事件结束后系统可能恢复正常,但期间的功能中断已对安全关键应用构成风险。  不带电ESD失效机制  系统未上电时,ESD能量直接作用于器件物理结构:  引脚耐压击穿:高压静电直接击穿I/O引脚的ESD保护结构,造成永久性硬件损伤  内部结构过载:芯片内部ESD防护电路在超出设计规格的电压下烧毁,失去保护功能  器件参数漂移:ESD应力导致晶体管阈值电压、漏电流等关键参数发生不可逆变化  此类损伤是硬件永久性的,通常需要更换芯片或模块才能修复,直接增加物料与维修成本。  3. 纳芯微系统级ESD解决方案:三重防护架构  针对上述失效机理,纳芯微为NLS9116/NLS9113加串器和NLS9246/NLS9243解串器设计了系统级的三重防护架构,从器件到链路再到系统层面提供全方位保护。  3.1 器件级ESD防护设计  在芯片设计阶段,纳芯微采用了多层级的ESD防护策略:  高等级HBM/CDM防护:芯片内部集成经过车规验证的ESD保护结构,提供8KV HBM和±2KV CDM的防护能力  接口浪涌抑制:高速差分接口采用对称的TVS阵列设计,对共模和差模ESD干扰均有良好的抑制效果  电源域隔离:数字与模拟电源域之间设计隔离缓冲,防止ESD噪声通过电源网络传播  这些设计确保在不带电ESD场景下,芯片具备足够的鲁棒性避免永久性损伤。  3.2 隔离电源设计参数  为应对带电ESD导致的瞬时误码,纳芯微SerDes集成了增强型RS-FEC(里德-所罗门前向纠错)机制:  高纠错能力:采用RS(528,514)编码方案,可纠正单个符号中的7字节错误,纠错能力较传统方案提升40%  低延迟处理:专用硬件编解码器实现纳秒级处理延迟,确保实时视频流不受影响  自适应纠错:根据链路误码率动态调整纠错策略,在ESD事件期间最大化数据完整性  在实际测试中,该FEC机制能在ESD干扰下确保画面质量不受影响。  3.3 物理层重传机制  针对FEC无法纠正的严重误码情况,纳芯微设计了物理层自动重传协议:  快速错误检测:在物理层实时监测链路质量  选择性重传:仅重传出错数据包,避免整帧重传带来的带宽浪费  链路自愈:重传成功后自动恢复至正常传输模式,无需上层协议干预  这套机制确保在允许有错误包,但要重传成功的测试标准下,系统能够快速恢复,避免画面黑屏或卡顿。  4. 严苛测试验证:基于ISO 10605-2023标准的完整闭环  为验证三重防护架构的实际效果,纳芯微使用软龙格工装和度信工装,在实验室暗室中完成了基于ISO 10605-2023标准的完整ESD测试。  4.1 测试照片  4.2 上电ESD测试验证  测试系统配置2米和8米两种线长,模拟实际车载部署中的不同布线场景。测试严格按照ISO 10605-2023标准执行,具体条件如下:  测试结果:在所有测试等级下,NLS9116/NLS9246系统均满足等级A要求。测试过程中画面保持稳定,无黑屏、闪屏或卡顿现象。特别值得注意的是,在标准允许的“错误包重传成功”机制下,系统能够快速恢复,展现了物理层重传机制的实际效果。  4.2 下电ESD测试验证  在不带电状态下,对芯片引脚进行±8KV的接触放电测试,每个等级重复10次。测试后对芯片进行完整功能验证,并测量关键引脚的LCR参数。  测试结果:所有被测芯片功能正常,无任何异常。LCR参数变化率均小于5%,远低于标准要求的10%上限。这验证了器件级ESD防护设计的有效性,确保芯片在运输、装配等未上电场景下的可靠性。  5. 竞品EMC性能对比:裕量优势彰显技术领先性  除了ESD性能,纳芯微SerDes在整体EMC性能上也展现出显著优势。与对标同类器件的对比测试显示,纳芯微产品在多个关键指标上具有明显裕量优势。  竞品对比EMC优势  CE/RE多频段裕量高2-6dB:在150K-245MHz传导骚扰和150K-6GHz辐射骚扰测试中,裕量普遍优于竞品  满足GNSS加严格要求:1G-5GHz频段满足CISPR 25-2021 Class 5的加严限值,部分频段裕量达8-14dB  更宽松的设计余量:更大的EMC裕量意味着PCB设计约束更少,系统成本更低,量产一致性更高  具体数据表明,在150K-175MHz频段的CE测试中,纳芯微产品在50mm位置的PK裕量达到7dB,比竞品高1dB;在171M-245MHz频段(1MHz带宽)的AVG裕量达到9dB,优势明显。RE测试中,1G-5GHz GNSS加严频段的垂直极化裕量达到3-4dB,而竞品在该频段的部分极化方向接近限值边缘。  6. 客户价值:从测试通过到整车可靠性的跨越  对于整车厂商和Tier1供应商,纳芯微SerDes解决方案带来三重核心价值:  降低研发风险与成本:一次性通过ESD测试,避免重复验证的设计迭代,缩短项目周期3-4周  提升系统可靠性:在整车寿命周期内,抵御实际使用环境中的ESD事件,降低现场故障率  增强供应链安全性:本土化研发与技术支持,快速响应客户需求,保障项目进度  纳芯微SerDes通过系统级ESD设计,帮助客户一次性通过严苛的车规测试,显著降低研发验证风险,加速产品上市进程,最终提升整车系统的长期可靠性。三重防护架构的协同作用,确保了从芯片级鲁棒性到系统级功能完整的全方位保障。
2026-07-22 09:18 阅读量:323
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