NXP新能源汽车整车控制器VCU解决方案

CONFIDENTIALANDPROPRIETARYNXP新能源汽车整车控制器解决方案[e-mail]微信号：tianyufengwechatCONFIDENTIALANDPROPRIETARY1内容•整车控制器基本功能•整车控制器系统结构框图•NXP相关产品•总结CONFIDENTIALANDPROPRIETARY2插电式或纯电动汽车新增加的控制器HV-LVDC/DC低压蓄电池充电器AC/DCPTC电动空调压缩机逆变器高压电池BMS电机整车控制器VCU/HCUASIL-CASIL-D发动机CAN总线高压动力线电动真空泵电子水泵行人警示系统CONFIDENTIALANDPROPRIETARY3整车控制器基本功能•动力管理−驾驶员输入解读，驾驶辅助−车辆模式管理−高压系统协调−制动能量回收−扭矩控制•能量管理−保持电池的SOC−协调和管理各用电设备•车辆状态监测和显示•保护和诊断CONFIDENTIALANDPROPRIETARY4基本功能示意图CONFIDENTIALANDPROPRIETARY5控制模式流程图CONFIDENTIALANDPROPRIETARY6日产整车控制器系统示意图CONFIDENTIALANDPROPRIETARY7众泰整车控制器示意图CONFIDENTIALANDPROPRIETARY8A客户产品CONFIDENTIALANDPROPRIETARY9B客户产品参数MCUS12XDP512/MPCMPC5554通讯接口2路CAN,1路RS232,1路K线3路CAN,2路LIN,1路K工作电压9V~32V9V~32V传感器供电2路5V,2路12V2路5V,1路0~5V,1路0~10V可编程电源模拟量输入4路5V,2路12V,1路48V6路0~5V输入，6路0~28V输入开关量输入5路12V隔离开关，5路12V非隔离关，可兼容5V和24V开关量输入10路高有效，2路低有效，8路高低可配频率输入2路磁电/霍尔8路磁电，8路霍尔模拟输出2路0~5VDA输出2路0~10VPWM输出2路低边PWM,额定电流4.6A,2路高边PWM4路低边2.9A,8路低边1.8A低边开关输出4路12V，额定电流1A17路高边开关输出4路12V,额定电流1.4ACONFIDENTIALANDPROPRIETARY10C客户产品主处理芯片32位MPC5644A主频150MHZ，支持浮点数运算监控芯片16位MC9S12P主频32MHZ供电电压DC12V(9~32VDC)峰值电压36V接口要求Bootloader，基于CCP2.1及以上通信3路CAN总线，CAN2.0B，ISO11898传感器供电输出3路模拟量输出0~5V输入，5路,0~12V输入，10路，12位精度，内部电源检测开关量输出10路，5路低有效频率信号输入5路，HALL霍尔式信号输入小功率低端开关12路，单路最大1A电流大功率低端开关4路，单路最大7A电流高端开关8路，单路最大输入1.5A电流工作温度-40~85℃，参考ISO16750-4防护等级IP67EMC防护满足GB14023-2006标准盐雾防护满足ISO16750-4标准硬线针脚数121Pin尺寸150*120*25mm机械架构材质铝重量600g机械强度振动、冲击、跌落试验符合ISO16750-3CONFIDENTIALANDPROPRIETARY11整车控制器MCUCANSBC隔离CAN收发器隔离CAN收发器仪表BMS诊断标定信号调理电路逻辑开关MCUEMSABS/ESC中控继电器驱动低边驱动DCDC空调空调继电器水泵继电器EPS继电器加速踏板制动踏板模式开关钥匙信号空调开关CONFIDENTIALANDPROPRIETARY12整车控制器要求•MCU要求：−CPU:80MHz,FLASH512K,RAM64K，FPU•通讯接口:−CAN:1~3路−以太网−LIN:1~3•AUTOSAR•功能安全：−ASIL-C或ASIL-DCONFIDENTIALANDPROPRIETARY13NXP相关产品一览•MCU−MPC574xP−MPC574xR−S32K•电源基础芯片−MC33909−MC33907,MC33908−MC33FS65/MC33FS45•CAN收发器−TJA1042−TJA1052I•输入信号调理−MC33978（22路）,MC33CD1030（33路）•高边驱动−MC10XS3425−MC17XS6500•低边驱动−MC33879−MC33880−MC33996•MOSFET•二极管−PESD2CA-U(ESD)−PTVS33VP1UTP(TVS)CONFIDENTIALANDPROPRIETARY14MCU推荐产品-MPC574xPCrossBarSwitch–E2EECC(Addr+Data)MemoryProtectionUnit–32regions2.5MFLASH(I/D)(A+DECC)PMUSWTMCMSTMINTCCACHEPowerPC™e200VLES-FPUDLMEMNexus/AuroraJTAGDebugCACHEPowerPC™e200SafetyCheckerVLES-FPU2xLINFlex4xDSPI4xADC3FlexCAN3xeTimerFCCU2xFlexPWM2xCTU2xTSENSI/D-cache384KBSRAM(A+DECC)FlexRaySIPICRCSafeeDMASafetyLakeI/OBridgeSRAMCtrlMultiPortedFlashctrlI/OBridgeI/OSystemCrossbarSlavesEthernetSphereofReplication:•Replicatede200Core(Delayed)DualCoreLockstep•ReplicatedeDMA•RedundantINTC,SWT,etc•RedundantMMU•RCUnitsatGatestononredundantsphere•SafetyEnhancementusingVLE时钟&电源监测•Detectsandmitigatesclockdisturbances•PLL定时器•eTimer0通道隔离AnalogtoDigitalConverter•OnLineAssistedHardwareBIST交叉开关+存储区保护单元:•冗余,ECC•RCUnitsatGatestononredundantsphere故障收集单元•检测错误•向外部报错•独立于软件Flash•ECCRAM•ECC温度传感器•冗余周期性冗余检测•应用签到电源管理单元•内部电压调节器•冗余电压监测CMUs15EXTERNALUSEMPC574xP系列特点MPC5741PMPC5742PMPC5743PMPC5744PFlash带ECC功能1MB1.5MB2MB2.5MB内核性能2xe200z4indelayedlockstep,upto200MHzCorebuswith32-bitaddress,64-bitdataande2eECCLocalmemorydata(64kBRAM)withwithSystemMPUforfastcontextswitchSRAM带ECC功能128KB192KB256KB384KB安全等级TargetingforASILD(ISO26262)/SIL3(IEC61508)/PLe(ISO13849)I/O3xFlexCAN(64+2x32messagebuffers)1xFlexRay(DualChannel64msg.buffers)2xLINFlex(Uart/Linprotocoldriver)4xDSPI2xFlexPWM(2x12ch可独立驱动2个电机)3xeTimermodules(18channeltotal)4xSARADC2xSENT(2cheach)以太网(availableinMAPBGApackageoption)系统SafeDMADual-PLL(Peripheral+SystemCore)TemperatureSensorFaultCollectionunit(FCCU)CRCcomputingunitAuroraNexusdebuginterfaceInterprocessorSerialLinkInterface(SIPI)withapprox300Mbaud温度范围upto135°C/165°C(ambient/junction)封装144LQFP(0.5mmpitch)/257MAPBGA(0.8mmpitch)16EXTERNALUSEMPC574xP开发工具S32DesignStudioIDE–免费开发的开发环境►GNUCompilerCollection►GNUDebuggerAUTOSARMCAL软件其他编译器►GreenHills–MultiIntegratedDevelopmentEnvironment►WindRiver其他调试器►Lauterbach►GreenHills►iSystem►CosmicSoftware开发板►MPC57XXXMB(Motherboard)►DaughterBoards►MPC5744P-144DS(144LQFPSocket)►MPC5744P-257DS(257MAPBGASocket)样片►SPC5744PFK1AMLQ9(144LQFP)-available►SPC5744PGK1AMMM9(257MAPBGA)–available17EXTERNALUSEMPC574xP文档文档类型目的状态认证说明FactSheetMPC574xP概括NXP官网N/ADataSheet电气规范，引脚分配和封装尺寸ReferenceManual详细功能描述使用指南评估板如何使用和评估MPC574xPNXP质量认证体系制造生产质量保证ISO9001&ISO/TS16949ISO14001&OHSAS18001(环境、健康、安全)SafetyManual在功能安全的应用中使用MPC574xP的原则ISO26262&IEC61508FMEDA系统分析得到系统级和产品级的失效率，失效模式和诊断能力需要提供NDAFMEDA报告FMEDA结果安全计划根据功能需求，进行功能安全管理的方法SafetyCase根据安全计划，为MCU开发定义了安全标准18EXTERNALUSEFS650x–SafeAssureSBCSystemSolution•AnalogMultiplexertosensemultiplecriticalsignal•Smallpackagesize:49mm²•RobustCANPHYFD2M•ConfigurableI/Os•LongDurationTimer,keepalivememorysupplyIndependentSafetyMonitoring•SinglePointFailure:UV/OVMonitoringUnit•LatentFailure:ABIST&LBIST•CommonCauseFailure:Independentelectricalandphysicalfailsafecircuitryandstatemachine•Reset,FailSafepintosetsysteminpredictivestatewhensystemisfailing.•ConfigurableFailSafeState,whileallowingsystemavailibility,diagnosticandpossiblerecovery.•OptionalFailSilentoperation•SecondFailSafepintomanagesafedelayafterfailureevent•AdvancedSafeAsssuredocumentationtof