找方案 | 高性能汽車MCU：芯馳 E3106 方案

芯馳 E3 MCU 控之芯是針對汽車安全相關(guān)應(yīng)用設(shè)計的新一代高性能微控制器產(chǎn)品。E3 全系列產(chǎn)品集成了 ARM Cortex R5 及 ARM Cortex R52+ CPU 并最高配置對鎖步主核，其中最高規(guī)格產(chǎn)品配置有接近 5MB 的片內(nèi) SRAM 和高達 16MB 高性能嵌入式存儲，可滿足汽車應(yīng)用對于算力和內(nèi)存日益增長的需求。

本方案選用的芯馳 E3106 是專為汽車應(yīng)用設(shè)計的下一代高性能 MCU。它集成了 ARM Cortex-R5 CPU 內(nèi)核和高達 1152KB 的 RAM，以支持不斷增長的計算和程序/數(shù)據(jù)存儲需求。E3106 開發(fā)板上板載了 SBC FS56 電源管理芯片、CAN 收發(fā)器、LIN 收發(fā)器、EEPROM、ADC、ACMP、I2C、RMII 以太網(wǎng)接口等多種功能拓展，具有廣泛的應(yīng)用場景和強大的生態(tài)系統(tǒng)支持。隨著汽車電子電氣架構(gòu)的變革和智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化趨勢的加速發(fā)展，E3106 芯片將在汽車電子領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。

E3106 關(guān)鍵特性：

300 MHz ARM Cortex-R5 CPU 內(nèi)核和高達 1152KB 的 RAM, 符合 ISO26262 ASIL-B 汽車功能安全等級，支持 ASIL B 安全應(yīng)用

具有 16 個區(qū)域的內(nèi)存保護單元，緩存和 TCM 上的錯誤檢查與糾正

安全域有 32 個獨立的 DMA 通道，外設(shè)模塊與 DMA 控制器之間可配置 DMA 多路復(fù)用器

高效的大電流模式 DC-DC 穩(wěn)壓器，支持將 3V 電源轉(zhuǎn)換為 1.8V 或 0.8V，具備過壓/欠壓及過流保護功能

支持 JTAG、PMU、32KHz RTC、24MHz XTAL

外設(shè)接口：100/1000M Ethernet TSN, CAN/CANFD x8, LIN/UART x12 ，I2C x4，ACMP x2，12-bit ADC x3，eTimer(8-ch) x2，ePWM (8-ch) x2 等，方便與其他車載設(shè)備進行通信和數(shù)據(jù)交換

支持多種主流的開發(fā)環(huán)境，如 IAR Embedded Workbench for ARM 等，方便開發(fā)者進行代碼編寫、調(diào)試和測試

提供完善的軟件平臺支持，包括 E3 MCAL（Microcontroller Abstraction Layer）和E3 SSDK（Software Development Kit）等，有助于加速開發(fā)進程和提高開發(fā)效率

場景應(yīng)用圖

展示板照片

方案方塊圖

核心技術(shù)優(yōu)勢

1. 評估板尺寸為 4*159.3 (mm)， 選用基于 Arm Cortex-R5F 的微控制器，滿足 ASIL-B 汽車功能安全等級的應(yīng)用開發(fā)需求

2.采用高性能的多核架構(gòu)，包含獨立的 AP 應(yīng)用處理器和信息安全 SAFETY 處理器，提供強大的計算和處理能力

3.有三個喚醒源 SYS_BUTTON、SYS_WAKEUP0 和 SYS_WAKEUP1，可根據(jù)外設(shè)喚醒類型分三種情況：電平觸發(fā)、上升沿觸發(fā)和下降沿觸發(fā)

4.搭配可功能擴展的第三代安全電源管理芯片 FS56，實現(xiàn)全方位的電源監(jiān)測管理與失效安全防護。

5.專用界面設(shè)計搭配 NXP FS56 GUI 工具，提供 FS56 模擬與 OTP 燒錄功能

6.2路高速的 CAN 收發(fā)器，2 路 LIN 22A/SAE J2602 收發(fā)器

7.豐富的通信接口:SPI、I2C、UART、CAN/FD 與支持 TSN 的以太網(wǎng)

8.提供 RMII 接口，可彈性對接車用以太網(wǎng)和工業(yè)用以太網(wǎng)的開發(fā)板，實現(xiàn)車用網(wǎng)絡(luò)開發(fā)

9.支持 JTAG 標(biāo)準(zhǔn)調(diào)試接口和 JTAG 4 線 SWD 調(diào)試模式

方案規(guī)格

開發(fā)板板上選用的主要 IC 有：

1. 主控 MCU（E3106）上文已做簡單介紹，不再贅述。

2. 車規(guī)級高速 CAN 收發(fā)器（TJA1044）規(guī)格：

① 符合 ISO 11898-2:2016、SAE J2284-1 至 SAE J2284-5 中定義的 CAN 物理層

② 具有極低電流的待機模式，同時具備本地和總線喚醒功能

③ 適用于 12V 汽車應(yīng)用優(yōu)化系統(tǒng)

④ 具有低電磁發(fā)射（EME）和高電磁抗擾度（EMI）

⑤ 在 CAN FD 快速相位下，數(shù)據(jù)速率高達 5Mbit/s

⑥ VIO 輸入允許直接連接電源電壓為 3~5V 的微控制器

⑦ 數(shù)據(jù)速率最高可達 1Mbit/s

3. 車規(guī)級高速 LIN 收發(fā)器（TJA1022）規(guī)格：

① 符合 LIN 2.0, LIN 2.1, LIN 2.2, LIN 2.2A and SAE J2602 標(biāo)準(zhǔn)

② 支持最高 20 kBd 的波特率

③ 極低的電磁輻射（EME）

④ 在休眠模式下具有極低功耗，并支持遠程 LIN 喚醒功能

⑤ 可在未通電狀態(tài)下被動操作

⑥ 具備欠壓檢測功能

⑦ K-line 兼容

⑧ 輸入電平兼容 3V 與 5V 的器件，可直連 MCU 微控制器

4. 車規(guī)級 SBC（FS56）規(guī)格：

① 兩個高壓降壓轉(zhuǎn)換器和四個外部電壓監(jiān)測器

② 外部 FET 高壓降壓控制器，負載高達 15A，輸出電壓 8V 至 7.2V

③ 內(nèi)部 FET 高壓降壓穩(wěn)壓器，最大輸出電壓 36V，負載電流大于 3A，輸出電壓 8V 至 8V

④ 250kHz 至 3MHz 的開關(guān)頻率

⑤ 高效 PFM 模式（700uW 靜態(tài)功率）

⑥ GPIO 可與 PF PMIC 無縫運行

⑦ 窗口化看門狗定時器

⑧ SoC 硬件監(jiān)測引腳（FCCU 和 ERRMON）以及內(nèi)置自檢等功能安全特性

⑨ 可擴展的產(chǎn)品組合支持多個版本，包括 QM、ASIL B 和增強型 ASIL B 版本

歡迎關(guān)注本文作者大大通博主：汽車大牛，了解更多汽車相關(guān)應(yīng)用知識！

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