一、 Introduction 介紹
基於 NXP MC33771 及 S32K144 的一體式 48V BMS DVK 系統架構的介紹說明 。
二、Hardware introduction 硬體介紹
DVK 選用 NXP S32K144 ( ASIL B ) 作為主控，AFE 端採用 NXP MC33771 ( ASIL-C ) 進行電芯的資料採集，包含了數位訊號隔離和電源隔離來增加功能安全性。
三. Chip introduction 晶片介紹
1. NXP MC33771
- 9.6 V ≤ VPWR ≤ 61.6 V 工作電壓, 75 V 暫態耐壓。
- 支持 ISO26262 功能安全等級 ASIL - C.
- 14 節電芯電壓測量，0.8 mV 最大總電壓測量誤差。
- 內置庫侖計。
- 帶有 PGA 功能的電流傳感器，±0.5% 量測誤差。
- 4.0 Mbps SPI communicate.
- 2.0 Mbps TPL communicate, 可以透過 Daisy chain 進行多級串聯，包含 loop-back function. 每個電芯提供最大 300mA 的被動式平衡。
- 支持 ISO26262 功能安全等級 ASIL - B.
- Arm○R Cortex M4F Frequency : 80 MHz ( RUN mode ) or 112 MHz ( HSRUN mode ).
- 2.0 Mbps, 雙絞線差分獨立訊號 ( TPL ) 兩組 SPI 接口，一個用於資料傳輸，一個作為資料驗證用。
- 睡眠模式低耗電，具有自動總線喚醒功能。
- 超低 EMI.
四. System Architecture 系統架構
MCU S32K144 使用 SPI interface 透過 MC33664 轉換為 TPL ( transformer physical layer ) 訊號與 MC33771 進行資料串流，使用變壓器差分訊號隔離有許多優點，例如 :
1. 良好的 EMC 特性。
MCU S32K144 使用 SPI interface 透過 MC33664 轉換為 TPL ( transformer physical layer ) 訊號與 MC33771 進行資料串流，使用變壓器差分訊號隔離有許多優點，例如 :
1. 良好的 EMC 特性。
2. 更好的高壓隔離性。
3. 降低成本相較於 SPI interface.
4. 可以同步的測量。
透過預留的 Daisy chain 接頭可進行多個 AFE 資料串接，如附圖所示，最高可以達到 63 顆 AFE chip 串接。
由於 Daisy chain 可能因為佈線距離，線材傳輸發生中斷等意外，可以透過 Loop-back 方式來確保資料的傳輸。如圖 4.5 所示，正常資料流為，Node 63, 62, 61… 一直傳到 Master Node (0), 在透過 SPI 傳到 MCU，但如果 slave node 61和62 發生連線中斷， Slave 62 and 63 所採集的資料會透過 Master node (1) 回傳回 MCU，確保資料的完整性。
由於透過變壓器隔離（TPL）使用脈衝編碼符號進行通信。用於編碼正（P，黑色），負（N，紅色）和零的三個信號脈衝（M，黑色）。
TPL 編碼在起始的時候會有一個 SOM 封包，結束一個 EOM 封包。如圖所示。
當 MCU 把採集到的資料收集並解析完成後，要把訊息跟外部的系統進行溝通該開發版透過 NXP TJA1052 轉為 CAN-FD 訊號，供電部分透過 SN6501來隔離系統電源。
