基於S32K1xx 系列的汽車通用評估板方案

S32K1xx 系列是基於 ARM®Cortex®-M0+/M4F 的汽車工業級 MCU,提供了一個可擴展的平台,具有下一代安全性、可擴展性、連接性和低功耗特性。適用於可能會在嚴酷環境下工作的大範圍的電力電子應用,也適合需要充分利用引腳的低成本應用。

本方案面向通用汽車應用,提供豐富的測試組件,板載 CAN、LIN 和 UART/SCI 接口,並具有 microUSB 和 12V 電源兩種供電選項,可幫助用戶快速上手開發 S32K1xx 相關應用設計。另外,NXP 推出的免費開發集成環境 S32DS 使用戶可以快速熟悉 S32K 系列 MCU,並快速完成產品原型驗證,可大大縮短產品開發周期,滿足汽車電子產品快速發展的市場需求。

       S32K1xx 關鍵特性:

  • ARM® Cortex® M0+/ M4F 內核
  • RAM 和 Flash 也最大支持到 256KB (RAM) 和 2MB (Flash)
  • 可擴展的低功耗運行和停止模式。快速 wake-up,clock 和 power gating
  • 帶 DSP 指令集和單精度浮點數處理單元(FPU)
  • 最高頻率可運行到 112MHz
  • ADC 具有兩個獨立的 12-bit 精度 SAR 型 ADC 模塊(每個模塊16個通道,總共 32 個通道)
  • 支持 FlexIO 以及硬體加密模塊 CSEc,以及更加豐富的定時器 Timer 模塊
  • 支持功能安全 ISO-26262 ASIL-B 等級,NXP 提供安全手冊(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 個 FlexCAN,且全部支持 CAN-FD(S32K148)
  • 免費的軟體開發集成環境——S32DS for ARM,以及集成 Processor Expert 的圖像化配置外設底層驅動(LLD)的軟體開發套件(SDK)

►場景應用圖

►產品實體圖

►展示板照片

►方案方塊圖

►人機接口(HMI mapping)

►核心技術優勢

 評估板尺寸為 55 * 98 (mm),使用輕巧方便。  可選貼 48-LQFP 或 100-LQFP 兩種規格的 S32K1xx MCU(本板示例為 S32K144/S32K116)。  具有 Micro-USB 或 DC-12V 電源兩種供電選項,靈活可選的 5V 或 3.3V 主控 MCU 供電。  選用高效率、高耐壓、環境溫度範圍 -40℃ 至 125℃ 的車規級電源晶片。  S32K116(1路)/S32K144(2路) CAN PHY 外設模塊,支持 CAN-FD 。  1 路LIN PHY 外設模塊。  組件:1 * RGB LED,2 * User Buttons,1 * Potentiometer  支持 JTAG 標準調試接口和 JTAG 4 線 SWD 調試模式。  環境溫度範圍:主控 MCU 電源模式在 HSRUN 為 -40℃ 至 105℃,RUN 為 -40℃ 至 125℃。  外設及接口資源涵蓋了 S32K1xx 晶片的大部分功能,使用此評估板可以滿足開發人員的基本應用設計需求,可在一定程度上加速前期的研發進度。

►方案規格

評估板上選用的主要 IC 有: 1、主控 MCU(S32K144)上文已做簡單介紹,不再贅述。 2、車規級高速 CAN 收發器(TJA1044GT/3)規格:  完全符合 ISO 11898-2:2003、ISO 11898-5:2007 和 ISO 11898-6:2013 標準  提供了針對 12V 汽車應用的優化功能集  斷開電源時 CAN 總線具有理想的無源性能  極低電流待機模式,並具有主機和總線喚醒功能  速度高達 500Kbit/s 時仍具有出色的 EMC 性能  在 CAN FD 快速相位下,數據速率高達 5Mbit/s  TJA1044X/3 變體上的 VIO 輸入允許直接連接電源電壓為 3~5V 的微控制器 3、車規級高速 LIN 收發器(TJA1021T/20)規格:  符合LIN 2.1/SAE J2602 標準  波特率高達20 kBd  極低的電磁輻射(EME)和高電磁抗干擾性(EMI)  在睡眠模式下具有極低功耗,在故障模式中,功耗降到最低  可在未通電狀態下被動操作  LIN 從機應用的集成終端電阻  喚醒源識別(本地或遠程)  K-line 兼容  輸入電平兼容3V 與 5V 的器件,可直連 MCU 微控制器 4、車規級DC/DC(Silergy SA24403)規格:  內部1ms緩啟動限制涌流  可調開關頻率範圍:300kHz至2.2MHz  輸入電壓範圍:4.2~40V;最大可輸出電流 3.5A  參考±2% 0.6V時環境溫度範圍:-40°C~125°C  逐周峰值電流限制,電流保護  符合RoHS標準  車規級 AEC- Q100 Grade 1認證 5、車規級 LDO(Silergy SA21345A)規格:  輸入電壓範圍:4V~36V,輸入使能可控  超低的靜態電流,極低的關機電流  優秀的負載和線性調節  最大負載電流 300mA  過流保護,過熱關斷  車規級 AEC- Q100 Grade 1認證

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