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汽車電腦ECU芯片淺析
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ECU的全稱是Electronic Control Unit，即電子控制單元，俗稱“汽車電腦”、“行車電腦”、“車載電腦”等，他們的主要用途就是控制汽車的行駛狀態以及實現其各種功能。而我們通常把ECU理解成Engine Control Unit，即發動機控制單元，也就是下圖里的控制模塊。
圖1、ECU
按用途來講ECU是汽車電腦。它類似于普通的電腦，也有微處理器、存儲器、輸入/輸出接口、模數轉換器和通信芯片等元器件組成。
圖2、ECU主板
大部分ECU電路結構大同小異，控制功能的變化主要依賴于軟件及輸入輸出模塊的變化，隨控制系統完成任務的不同而存在差異。每輛車可以配置多個ECU，包括發動機控制模塊、變速箱控制模塊、動力總成控制模塊、制動控制模塊、防抱死制動系統、車身控制模塊、懸架控制模塊、電池管理系統和與車輛中的特定子系統相關的其他ECU等。ECU通常由以下部分組件組成：1、微控制器 - 微控制器是ECU的核心器件。微控制器接收所有輸入，并使用提供的軟件例程進行邏輯處理以提供所需的輸出。這些微控制器讀取或寫入SRAM、FLASH、RAM或EEPROM存儲器。存儲器用于存儲不同的軟件組件，無論是引導加載程序還是實際固件以及處理不同任務所需的其他軟件參數。2、輸入部分 - 我們可以將ECU的輸入定義為兩類：1)電源 - 為ECU提供輸入電壓和電流，以啟動并保證軟件正常運行;2)模擬量輸入和數字量輸入 - 這些是ECU最關鍵的組件之一，其輸入的值是影響子系統功能的關鍵因素。3、輸出部分 - 根據輸入數據進行處理后產生輸出，輸出可能驅動以下器件，如用于執行器驅動器(繼電器、噴射器、閥門)，或用于伺服電機的H橋驅動器，或邏輯輸出。4、通信鏈路 - 傳感器和ECU的位置可能位于不同的位置，從而需要在這兩者之間建立通信鏈路。有時一輛車可能包含超過80個ECU，而某些ECU的輸出依賴于其他的 ECU所產生的輸入。因此，需要ECU內部和ECU之間的通信。因此，在一個ECU中建立了CAN總線協議、LIN協議、Flexray等不同通信協議的通信鏈路。5、軟件 - 這是最重要的組件，包括啟動控制器所需的引導加載程序、不同的配置參數以及處理不同輸入和提供準確輸出所需的決策邏輯。
圖3、特斯拉Model 3的ECU主板
接下來，我們梳理了9款不同ECU的部分芯片，以實例說明元器件選型。1、特斯拉Model 3
品牌 | 型號 | 描述 |
意法半導體(ST) | GK026 | 24顆SiC FETS |
意法半導體(ST) | STGAP1AS | 6顆汽車用電流隔離單重柵極驅動器 |
德州儀器(TI) | TMS320F28377DPTPQ | 1款MCU，具有800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB閃存、EMIF、16位ADC的C2000? 32位MCU |
安森美(ONSEMI) | TCA0372BDW | 1款雙功率運算放大器 |
德州儀器(TI) | LMV844 | 1款精密運算放大器 |
微芯(MICROCHIP) | 25LC256E | 1款EEPROM |
德州儀器(TI) | SN65HVD1040A | 2顆CAN總線收發器 |
恩智浦(NXP) | TJA1021 | 1款Lin總線收發器 |
博通(BROADCOM) | ACPL-C87BT-000E | 1款光隔離放大器 |
英飛凌(INFINEON) | TLF35584QVVS2 | 1款DC/DC開關穩壓器 |
TDK | VGT22EPC-222S6A12 | 1款VGT系列反激變壓器 |
- | - | 阻容感、連接器、接口、結構件和緊固件等等 |
表1、特斯拉Model 3的ECU
2、特斯拉Model Y
品牌 | 型號 | 描述 |
意法半導體(ST) | STGAP4S | 6顆汽車用電流隔離單重柵極驅動器 |
德州儀器(TI) | TMS320F28377DPTPQ | 1款MCU，具有800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB閃存、EMIF、16位ADC的C2000? 32位MCU |
ACC | T5977510 | 2顆紅外溫度傳感器 |
德州儀器(TI) | ISO7741FQ | 1款數字隔離器 |
德州儀器(TI) | ISO7762FQ | 1款高性能增強型六通道數字隔離器 |
德州儀器(TI) | AMC3330-Q1 | 1款具有完全集成的隔離式直流/直流轉換器的精密隔離式放大器,能實現器件低側的單電源運行 |
伊頓/庫柏BUSSMANN(EATON/COOPER BUSSMANN) | TS-10A05F | 1款熔斷器 |
伊頓/庫柏BUSSMANN(EATON/COOPER BUSSMANN) | T10AH500V | 1款500V保險絲 |
- | 16324 1TC TC14427 2212 | 1款安全保護控制器 |
- | - | 阻容感、連接器、接口、結構件和緊固件等等 |
表2、特斯拉Model Y第四代ECU
3、眾泰T700
品牌 | 型號 | 描述 |
意法半導體(ST) | ST10F275-CFG | 1顆16位車規級微控制器，集成閃存跟RAM，集成CAN、PWM、ADC等功能，非常適合車身控制應用 |
意法半導體(ST) | L9929 | 1款半橋直流步進電機控制驅動器，SPI受控H- BRIDGE |
意法半導體(ST) | L9826 | 1款用于電阻和電感負載的八通道低側驅動器,具有串行/并行輸入控制、輸出保護和診斷 |
意法半導體(ST) | ACXD063 U1100301 | 1款運算放大器 |
博世(BOSCH) | 6A930 | 1款汽車發動機噴油驅動芯片 |
博世(BOSCH) | L05173 | 1款汽車電源芯片 |
英飛凌(INFINEON) | BSP75N | 1款采用Smart SIPMOS技術的N通道垂直功率FET |
德州儀器(TI) | LM2904D | 1款運算放大器 |
飛利浦(PHILIPS) | 74HC08 | 1款2輸入與門 |
飛利浦(PHILIPS) | 74HC132 | 1款施密特觸發器 |
威世(VISHAY) | SM8A27 | 1款瞬態抑制二極管 |
- | - | 阻容感、連接器、接口、結構件和緊固件等等 |
表3、眾泰T700的ECU
4、奔馳ESP系統的ECU
品牌 | 型號 | 描述 |
意法半導體(ST) | ST10C167-Q3/A6 | 1顆16位車規級MCU |
英飛凌(INFINEON) | SAK-C167CR-LM | 1顆16位CMOS單芯片微控制器 |
飛利浦(PHILIPS) | D58345 | 1款汽車電腦板驅動芯片 |
德州儀器(TI) | B57493 | 1款汽車發動機通用芯片和汽車ECU電腦驅動發動機控制芯片 |
意法半導體(ST) | ST5P08C3 | 1款EEPROM |
德州儀器/美國國家半導體(TI/NSC) | LM2904M | 1款運算放大器及比較器 |
AMD | AM29F400BB-90SE | 1款汽車存儲芯片 |
博世(BOSCH) | 30424 | 1款汽車電腦板驅動芯片 |
博世(BOSCH) | 30430 | 1款汽車電源芯片 |
博世(BOSCH) | 30028 | 1款汽車驅動晶體管 |
博世(BOSCH) | 30344 | 1款汽車ECU驅動芯片 |
博世(BOSCH) | 30348 | 1款汽車電機/電磁閥驅動芯片 |
英飛凌(INFINEON) | BSP75N | 1款采用Smart SIPMOS技術的N通道垂直功率FET |
NEC | PD43256BCU-70Y | 1款RAM芯片 |
意法半導體(ST) | ST95P08C3 | 1款邏輯芯片 |
- | - | 阻容感、連接器、接口、結構件和緊固件等等 |
表4、奔馳ECU
5、奔馳S350
品牌 | 型號 | 描述 |
恩智浦(NXP) | MPC564 | 1顆32位MCU |
恩智浦(NXP) | SC667035MZP56 | 1顆MCU |
恩智浦(NXP) | TJA1040T | 1顆CAN收發器 |
恩智浦(NXP) | TJA1041AT | 1顆CAN高速收發器 |
英飛凌(INFINEON) | TLE6244X | 1顆18通道電源開關芯片 |
英飛凌(INFINEON) | TLE7209-2R | 1顆汽車發動機電腦節氣門怠速閥控制芯片 |
飛利浦(PHILIPS) | BUK138-50DL | 1款MOSFET |
意法半導體(ST) | M58BW016DB70T3F | 1款2MB Flash |
德州儀器(TI) | LM2904 | 1款運算放大器 |
安世(NEXPERIA) | 74HC00D | 1款2輸入端與非門 |
博世(BOSCH) | 30522 | 1款汽車氧傳感器驅動芯片 |
博世(BOSCH) | 30427 | 1款汽車電腦板驅動芯片 |
博世(BOSCH) | 30591 | 1款共軌電腦電源驅動芯片 |
博世(BOSCH) | 30521 | 1款汽車點火驅動芯片 |
博世(BOSCH) | 30471 | 1款汽車電腦板芯片 |
NEC | B58944D43256BGU-70Y | 1款汽車電腦板驅動芯片 |
- | - | 阻容感、連接器、接口、結構件和緊固件等等 |
表5、奔馳S350的ECU
6、五菱宏光ECU
品牌 | 型號 | 描述 |
意法半導體(ST) | ST10F275-CFG | 1顆16位車規級微控制器，集成閃存跟RAM，集成CAN、PWM、ADC等功能，非常適合車身控制應用 |
意法半導體(ST) | L9929 | 1款半橋直流步進電機控制驅動器，SPI受控H- BRIDGE |
意法半導體(ST) | L9826 | 1款用于電阻和電感負載的八通道低側驅動器,具有串行/并行輸入控制、輸出保護和診斷 |
意法半導體(ST) | ACXD063 U1100301 | 1款運算放大器 |
博世(BOSCH) | 6A930 | 1款汽車發動機噴油驅動芯片 |
博世(BOSCH) | L05173 | 1款汽車電源芯片 |
英飛凌(INFINEON) | BSP75N | 1款采用Smart SIPMOS技術的N通道垂直功率FET |
德州儀器(TI) | LM2904D | 1款運算放大器 |
飛利浦(PHILIPS) | 74HC08 | 1款2輸入與門 |
飛利浦(PHILIPS) | 74HC132 | 1款施密特觸發器 |
威世(VISHAY) | SM8A27 | 1款瞬態抑制二極管 |
- | - | 阻容感、連接器、接口、結構件和緊固件等等
|
表6、五菱宏光ECU
7、長城哈弗H7
品牌 | 型號 | 描述 |
英飛凌(INFINEON) | SAK-TC1728N-192F133HR AC | 1顆32位iCore微控制器，是AUDO MAX系列中入門級產品 |
英飛凌(INFINEON) | TLE8209-2E | 1顆馬達/運動/點火控制器和驅動器 |
安世(NEXPERIA) | BUK9640-100A | 1款N溝道增強型MOS管 |
安世(NEXPERIA) | BUK9K29-100E | 1款雙路場效應管 |
安世(NEXPERIA) | 絲印91955B | 1款MOS管 |
博世(BOSCH) | SMD284 | |
博世(BOSCH) | 40103 | 1款ECU芯片 |
恩智浦/飛思卡爾(NXP/FREESCALE) | SC900685A3AE | 1款電源管理芯片 |
恩智浦(NXP) | 74HC08 | 1款2輸入與門 |
聯合汽車電子(UAES) | 0D097 | 1款發動機噴油驅動芯片 |
飛利浦(PHILIPS) | 74HCT14 | 1款施密特觸發器 |
提迪凱/愛普科斯(TDK/EPCOS) | 絲印B1938 | 1款車規共模電感(扼流圈) |
安森美/飛兆(ONSEMI/FAIRCHILD) | 絲印1G20AL | 1款MOS管 |
- | - | 阻容感、連接器、接口、結構件和緊固件等等
|
表7、長城哈弗H7的ECU
8、奧迪A4L
品牌 | 型號 | 描述 |
英飛凌(INFINEON) | SAKCIC751 | 1顆32位微控制器 |
英飛凌(INFINEON) | TLE8209-2R | 1顆伺服驅動和運動控制芯片 |
德州儀器(TI) | LM2902KVQ | 1款工作溫度范圍為-40°C至125°C的四路、30V、1.2MHz、ESD經過改進 (2kV) 的運算放大器 |
德州儀器(TI) | LM2901Q1 | 1款差分比較器 |
博世(BOSCH) | SMD284 | 1款壓力傳感器 |
博世(BOSCH) | 30586 | 1款點火驅動芯片 |
博世(BOSCH) | 40009 | 1款ECU芯片 |
博世(BOSCH) | 30651 | 1款噴油驅動芯片 |
博世(BOSCH) | 40077 | 1款高壓共軌電源芯片 |
博世(BOSCH) | 30615 | 1款ECU驅動芯片 |
飛利浦(PHILIPS) | 74HCT14 | 1款施密特觸發器 |
飛利浦(PHILIPS) | BUK9222-55A | 1款N溝道增強型場效應管 |
飛利浦(PHILIPS) | 74HC02D | 1款2輸入或非門 |
提迪凱/愛普科斯(TDK/EPCOS) | 絲印B1938 | 1款車規共模電感(扼流圈) |
安森美/飛兆(ONSEMI/FAIRCHILD) | UR620C | 1款功率三極管 |
安森美/飛兆(ONSEMI/FAIRCHILD) | 76633S | 1款MOS管 |
- | 8909000938 | 1款電子風扇/碳罐電磁閥控制芯片 |
- | - | 阻容感、連接器、接口、結構件和緊固件等等
|
表8、奧迪A4L的ECU
9、寶馬mini
品牌 | 型號 | 描述 |
NEC | D70F3403AGC | 1款汽車MCU |
英飛凌(INFINEON) | IPD50P04P4L | 1款P溝道MOS管 |
意法半導體(ST) | 絲印P3240HX | 1款芯片 |
尼吉康(NICHICON) | 4700uF35V | 1款鋁電解電容 |
奧托立夫(AUTOLIV) | 16006B | 1款定制芯片 |
奧托立夫(AUTOLIV) | 16012A | 1款定制芯片 |
奧托立夫(AUTOLIV) | E16007B | 1款定制芯片 |
- | 絲印605452100B 16013B | 1款芯片 |
- | - | 阻容感、連接器、接口、結構件和緊固件等等
|
表9、寶馬mini的ECU
上述9款汽車ECU的芯片，除了眾泰T700和五菱宏光高度相似，其他ECU的芯片選型都有所不同。這與車規級芯片的高認證標準和要求有關。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平臺，過去數年已積累了車規芯片的優勢貨源。我們聚焦服務元器件長尾客戶群，讓每一家芯片原廠或分銷商的每一款芯片，在Design In、Design Win和流通中更高效，幫助工程師的方案選型、試樣及采購，為電子產業供需略盡綿薄之力。
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責任編輯：David
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