基于S32K1xx 系列的汽车通用评估板方案

发布时间:2024-05-11  

S32K1xx 系列是基于 ARM®Cortex®-M0+/M4F 的汽车工业级 MCU,提供了一个可扩展的平台,具有下一代安全性、可扩展性、连接性和低功耗特性。适用于可能会在严酷环境下工作的大范围的电力电子应用,也适合需要充分利用引脚的低成本应用。

本方案面向通用汽车应用,提供丰富的测试组件,板载 CAN、LIN 和 UART/SCI 接口,并具有 microUSB 和 12V 电源两种供电选项,可帮助用户快速上手开发 S32K1xx 相关应用设计。另外,NXP 推出的免费开发集成环境 S32DS 使用户可以快速熟悉 S32K 系列 MCU,并快速完成产品原型验证,可大大缩短产品开发周期,满足汽车电子产品快速发展的市场需求。


S32K1xx 关键特性:

  • ARM® Cortex® M0+/ M4F 内核

  • RAM 和 Flash 也最大支持到 256KB (RAM) 和 2MB (Flash)

  • 可扩展的低功耗运行和停止模式。快速 wake-up,clock 和 power gating

  • 带 DSP 指令集和单精度浮点数处理单元(FPU)

  • 最高频率可运行到 112MHz

  • ADC 具有两个独立的 12-bit 精度 SAR 型 ADC 模块(每个模块16个通道,总共 32 个通道)

  • 支持 FlexIO 以及硬件加密模块 CSEc,以及更加丰富的定时器 Timer 模块

  • 支持功能安全 ISO-26262 ASIL-B 等级,NXP 提供安全手册(Safety Manual)和 FMEDA

  • Ethernet (10/100 Mbps), CAN FD, FlexIO (UART, I2C, SPI, I2S, LIN, PWM...), SAI, QSPI

  • CAN最多支持 3 个 FlexCAN,且全部支持 CAN-FD(S32K148)

  • 免费的软件开发集成环境——S32DS for ARM,以及集成 Processor Expert 的图像化配置外设底层驱动(LLD)的软件开发套件(SDK)

►场景应用图

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►产品实体图

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►展示板照片

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►方案方块图

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►人机接口(HMI mapping)

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►核心技术优势

评估板尺寸为 55 * 98 (mm),使用轻巧方便。 

可选贴 48-LQFP 或 100-LQFP 两种规格的 S32K1xx MCU(本板示例为 S32K144/S32K116)。 

具有 Micro-USB 或 DC-12V 电源两种供电选项,灵活可选的 5V 或 3.3V 主控 MCU 供电。 

选用高效率、高耐压、环境温度范围 -40℃ 至 125℃ 的车规级电源芯片。 

S32K116(1路)/S32K144(2路) CAN PHY 外设模块,支持 CAN-FD 。 

1 路LIN PHY 外设模块。 

组件:1 * RGB LED,2 * User Buttons,1 * Potentiometer 

支持 JTAG 标准调试接口和 JTAG 4 线 SWD 调试模式。 

环境温度范围:主控 MCU 电源模式在 HSRUN 为 -40℃ 至 105℃,RUN 为 -40℃ 至 125℃。 

外设及接口资源涵盖了 S32K1xx 芯片的大部分功能,使用此评估板可以满足开发人员的基本应用设计需求,可在一定程度上加速前期的研发进度。

►方案规格

评估板上选用的主要 IC 有:

1、主控 MCU(S32K144)上文已做简单介绍,不再赘述。


2、车规级高速 CAN 收发器(TJA1044GT/3)

规格:

完全符合 ISO 11898-2:2003、ISO 11898-5:2007 和 ISO 11898-6:2013 标准 

提供了针对 12V 汽车应用的优化功能集 

断开电源时 CAN 总线具有理想的无源性能 

极低电流待机模式,并具有主机和总线唤醒功能 

速度高达 500Kbit/s 时仍具有出色的 EMC 性能 

在 CAN FD 快速相位下,数据速率高达 5Mbit/s 

TJA1044X/3 变体上的 VIO 输入允许直接连接电源电压为 3~5V 的微控制器


3、车规级高速 LIN 收发器(TJA1021T/20)

规格: 

符合LIN 2.1/SAE J2602 标准 

波特率高达20 kBd 

极低的电磁辐射(EME)和高电磁抗干扰性(EMI) 

在睡眠模式下具有极低功耗,在故障模式中,功耗降到最低 

可在未通电状态下被动操作 

LIN 从机应用的集成终端电阻 

唤醒源识别(本地或远程) 

K-line 兼容 

输入电平兼容3V 与 5V 的器件,可直连 MCU 微控制器


4、车规级DC/DC(Silergy SA24403)规格: 

内部1ms缓启动限制涌流 

可调开关频率范围:300kHz至2.2MHz 

输入电压范围:4.2~40V;最大可输出电流 3.5A 

参考±2% 0.6V时环境温度范围:-40°C~125°C 

逐周峰值电流限制,电流保护 

符合RoHS标准 

车规级 AEC- Q100 Grade 1认证


5、车规级 LDO(Silergy SA21345A)规格: 
输入电压范围:4V~36V,输入使能可控 
超低的静态电流,极低的关机电流 
优秀的负载和线性调节 
最大负载电流 300mA 

过流保护,过热关断 

车规级 AEC- Q100 Grade 1认证


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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