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业界最高安全级别的双核EPS解决方案
Tony Hu 胡越强2016年3月
高级市场经理
目录
2
1 世强简介
3 EPS-ECU之MCU
2 EPS发展概况
4 EPS-ECU之Sensor
3
01 世强简介
中国电子行业最优秀的半导体分销商
• 成立于1993,总部设在深圳
• 2014年销售额达2.35亿美金
• 中国专业的半导体及测试测量仪器代理商
• 2015年合并深圳市睿新华龙电子有限公司及新华龙电子(国际)有限公司
(统称“新华龙”)
• 使用Oracle ERP & CRM 系统及Lotus Notes OA
• 自动化办公系统
• 在全国设有17个办事处及子公司新华龙
• 有员工604人, 其中销售232人,技术人员69人, 市场经理27人
4
全球先进元件品牌
相关品牌
5
O2O智能硬件创新服务平台
解放大脑:获取最契合的先进的技术资讯和方案,激发设计灵感
轻松选型:一键获取研发所需全部资料
研发无忧:专家顾问团随时随地提供技术支持
灵活采购:灵活采购,快速抢占商业先机
让 硬 件 设 计 、 采 购 资 源 更 简 单 !
6
• 高性能射频微波器件
• 汽车级认证各种驱动能力智能驱动隔离
光耦
• 汽车级认证的高精度(0.5%)电流/电压
检测专用光耦、线性光耦
• 汽车级认证各种速率数字隔离高速光耦
• WIFI和GPS的LNA,PA• 超高带外抑制的FBAR滤波器
• 传感器(位置,压力,速度,温度,图像)
• 环境光检测/雨量检测传感器
• 3D手势感应传感器
• 霍尔销存器和开关
• BLDC/DC电机控制器
• 13.56MHz射频读卡芯片
• 无线收发芯片
• 单线CAN总线/LIN总线收发器
• TPMS胎压监测方案
• 预驱动器
• 最齐全,最专业的电路保护器件(保险丝,
TVS管,可控硅、自恢复保险丝PTC)
• 方便安装的大电流可控硅
• 最齐全,全球领先 的干簧管• AECQ-200汽车级
DDR/DDR2/SDRAM/SRAM (不停产、不
改版、不缩DIE、现货供应)
• 符合AECQ-200认证全系封装无源晶体单元
• 全系封装有源SPXO• 符合AECQ-200汽车级认证实时时钟模块
• 适用于GPS、北斗导航系统的TCXO• 优良温度特性的工业级角速度传感器
• 24G 收发芯片
汽车电子 元件方案
• Z-REC肖特基二极管,更低的开关损耗
和更高的系统效率
• 碳化硅MOSFET,更高的开关频率,显
著降低系统成本,体积和重量,更高性价
比240A模块新品。
• 碳化硅模块,用更少的功率模块实现高
达99%的系统效率
7
• 高效率三电平模块
• 整流,刹车,三相逆变集成一起的PIM模
块
• 集成PFC的PIM模块
• 全桥,半桥,升压等模块
• 采用H5芯片的IGBT,高开关频率达
• 50KHz-80KHz
• 全球最低功耗32位 ARM Cortex单片机
EFM32系列
• 小封装、高速8位单片机
• 高集成MCU、高灵敏度RF接收芯片
• 高灵敏度的FM tuner• 温湿度传感器
• 高速度低成本16位MCU RL78 F1X/D1A/78K
• 40nm工艺、高速、多路CAN 32位MCU• 高解码率多文件制式32位MCU• ADAS 3D 高清图像识别SOC SH/R-Car
V2H• 内置旋变解码、BLDC 32位 RH850
P1X/C1 MCU• 车灯车门功率器件
• PKE射频开关
• 电动雨刮/座椅PMD/EPS IPD
• 高性能微波板材
• 符合AEC-Q100标准的汽车级电源管理IC• 高集成,小型化电源管理单元PMU
• 测量压力范围0.05~300PSI的压力传感器
• 完全满足医疗和汽车级应用的高品质压力
传感器
汽车电子 元件方案
• 全球最好的薄膜电容,高稳定性,寿命达
300000小时的电容
• 最高温度可达140度的电容
8
• 2015客户数量达1800个,相比2012年增加1.5倍
• 中国未来最重要的市场之一
• 在未来的5到10年内,业务增长将超过30%
世强服务的领域及客户(汽车电子)
9
02 EPS发展概况
10
转向系统四个发展阶段
第一阶段 纯机械式转向系统
(Mechanical Steering,MS)
第二阶段 液压助力转向系统
(Hydraulic Power Steering,HPS)
第三阶段 电液助力转向系统
(Electrically Powered Hydraulic Steering,EHPS)
第四阶段 电动助力转向系统
(Electric Power Steering,EPS)
11
转向技术发展路线
12
EPS按需助力、随动跟踪、反映路感、节能高效、环保免维护、系统成本
低,将大份额的取代老式助力转向系统。
EPS控制原理图
13
效率高、能耗少、路感好、回正性能好、环保、应用范围广
EPS发展趋势
14
• 整车厂方面
EPS发展趋势
15
• 消费者方面
EPS是一种机电一体化新一代汽车智能转向助力系统,使汽车在各种速度下
都能得到满意的转向助力和良好的操作性能;同时EPS的节能环保及安全性能也
使其在汽车上应用得到飞速发展。
EPS市场趋势 发展阶段
16
EPS将占据50%以上的市场份额,日系车和国内自主研发的低档车(有刷电机)。
欧美系车和国内自主研发的高档车(无刷电机)
EPS市场趋势 区域分析
17
从区域来看,从2015开始,中国将超过欧美和日本,成为全球最大的EPS市场。
EPS关键技术
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随着微电子控制技术在汽车电子领域的广泛使用,以及世界节能环保两大主题的
推广,EPS的优越性能越来越突出,成为转向技术研究以及市场应用的重点和热
点,EPS已成为汽车动力转向系统的发展方向。
传感器与ECU的完美结合
EPS-ECU系统架构
19
RH850/P1x
执行单元
Pre-Driver
Motor Timer/TSG3
电机M
M
M
MInverter Temp. Motor Temp.
ADC
供电: DC(蓄电池)
电源管理
电源管理IC
RDC
总线
CAN收发器
CAN保护二级管
旋变传感器
相关ECU发动机制动网关
EEPROM
M
CAN
EMU
sensorSENT
ISO26262 Functional safety
RENESAS MELEXIS
PWM PWM
EPS之有刷电机控制
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当驾驶员转到方向盘时,扭矩传感器将检测到的扭矩信号转化为电信号送至电子
控制单元ECU,ECU再将根据扭矩信号、车速信号、发动机转速信号等进行智能
运算,得出助力电动机的转向和助力电流的大小,通过功率转换电路,完成转向
助力控制。
EPS之无刷电机控制
21
结构紧凑质量轻效率高
可靠性高
旋变式/霍尔式
旋转变压器实现转子实时检测,矢量控制算法,正弦波控制,谐波分量小,
转矩脉动小,定位精度高;
正弦波驱动BLDCM的原理框架
03 EPS-ECU之MCU
22
瑞萨电子高端MCU—RH850
23
RH品牌是瑞萨电子高端MCU
RH850是RH产品中第一个使用40nm工艺的新的系列
可扩展性强 高性能 高可靠性
高端MCU RH850概述
24
通过合并V850和SuperH技术的优势
RH850系列嵌入式单片机可以实现最高的性能
• 高性能功能CPU内核
• 内存保护
• 嵌入式多核
• 高性能/功率比
• 高速中断处理
• 高速Flash操作
• 支持功能安全
• 加密支持
• 宽范围内存/封装
RH850 40nm关键特性
25
CPU汽车电子领域世界领先的32bit MCU内核
支持单核、双核和多核架构
40nmMONOS工艺和先进的电源休眠理念• High-K 晶体管低漏电• 集成闪存• 高温支持
基于ISO 26262的功能安全• 开发兼容ASIL A – ASIL D
支持即将推行的安全标准,如:• SHE (Secure Hardware Extension) and• HSM (Hardware Security Module)
市场中最高层次的质量等级
Security
Family
Power
Safety
基于优化系列理念的最大程度覆盖
• 专业产品系列在动力总成、底盘、车身,安全气囊和仪表盘
• 从 256kB 到 8MB 的宽范围内存• 可扩展的封装:48 pin QFP to 357 pin BGA
40nm
Quality
RH850 汽车市场细分
通用的32bit MCU 内核架构支持多样的汽车电子领域,本次着重介绍P系
列应用于底盘/安全控制
26
Powertrain
Instrumentation / Dashboard
ADAS
Body
HEV/EV
Chassis/Safety
Airbag
Audio
RH850/P1x关键特性
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强大的安全功能(失效检测功能)
Lockstep CPU内核
ECC用于多种内存,如flash;
BIST (built-in Self Test) 应用于每个安全机制
ECM (Error Control Module) : 错误输出或复位控制使能
硬件安全模块ICU-S (RH850/P1M) / ICU-M (RH850/P1H-C, RH850/P1M-C)
强大的外设应用于底盘系统控制
强大的电机控制定时器TSG3 (Timer S Generation 3) for RH850/P1M
增强/有益的消息缓冲区用于CAN通信
SENT (Single Edge Nibble Transmission)
PSI5 (Peripheral Sensor interface 5 ) for RH850/P1M only
FastEthernet for RH850/P1H-C and RH850/P1M-C
RH850/P1x安全机制
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CPU双核,外设自检,时钟、电压监测等内建自测试,RH850/P1x安全等级提高
RH850/P1x功耗
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在等同条件下,只有竞争对手1/4的电流消耗比
* :target value**:typical,excl,I/Os
RH850/P1x路线图 EPS/底盘
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RH850/P1x在电动助力转向,防抱死制动系统,电子手刹,制动系统中经历了几代
产品的更替,低功耗,并增强了CAN接口,集成了传感器接口如SENT和安全功能,
如Lockstep CPU,ECC错误控制模块(ECM)和硬件安全模块(ICU-S或ICU-M),
适用于底盘系统。
RH850/P1x 引脚/内存阵容
100(14x14; 0,5)
144(16x16; 0,4)(20x20; 0,5)
292(17x17; 0,8)
8MB
1MB
512KB
2MB
4MB
LQFP BGA
RAM size in KB 64
64
448
128
128
1088
1088
128
128 448
P1M
P1M
-C
P1H
-C
P1M系列主频80-160MHz,
512K-2M flash,应用于
EPS/Braking/ABS/EPB;
P1M-C系列主频160-240MHz,
2M flash,应用于稳定控制系统,
高端EPS;
P1H-C系列主频240MHz,4M-
8M flash,应用于集成安全单元,
底盘服务控制器
31
RH850/P1M外设资源
32
RH850/P1M-C外设资源
33
RH850/P1H-C外设资源
34
RH850P1M系列产品资源
35
RH850 新方案系统框图符合ISO26262
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Power Magement IC & IPD with functional satefy feature interlock with RH850/P1x complaint to AISL-D toward MY16-17
RH850/P1x 生态环境
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Supported Devices
Category
RH850/P1x Series
Evaluation board
(supports stand-alone operation)
Main board
(adds additional functionality, e.g. physical I/F for Ethernet, FlexRay, CAN and LIN)
Y-RH850-X1X-MB-T1-V1
Debugger/Flash Programmer
(LPD (low pin debug), JTAG, Nexus 5001, RAM Monitor, Trace, Peripheral Break, ..) YR0E000010KCE00-A iSystem IC5000-1 Lauterbach Trace 32 LA-3719
38
04 EPS-ECU之Sensor
Melexis 概述
39
Melexis是比利时一家专注汽车领域的IC供应商,2014年400M欧元的年营业额,
其中90%来自于汽车电子。
EPS传感器方案
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MLX90293
MLX92211
MLX90365
高性价比绝对值角度传感器MLX90365
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三轴Hall原理
12位绝对值输出,
10bits有效位
模拟、数字输出可选
开路、短路诊断功能
集成过压保护、欠压检测
单Die和双Die可选
AEC-Q100认证,高可靠性
高性价比扭矩传感器MLX90293
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可编程线性Hall传感器;
SMD封装,支持双路冗余设计;
可实现17点编程,精度高;
模拟、PWM、SENT输出;
AEC-Q100认证,高可靠性;
无刷电机位置传感器MLX92211
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内建反向保护电压(-24V)
工作电压2.7V—24V
磁灵敏度+/-3mT
输出电流过流自动关断(>40mA)
欠压锁定保护(介于2V和2.65V)
过温保护
优化的ESD保护
AEC-Q100认证,高可靠性