作為汽車芯片市場的領(lǐng)導(dǎo)廠商，意法半導(dǎo)體(ST)在汽車領(lǐng)域擁有30年的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)品涵蓋當(dāng)今傳統(tǒng)汽車工業(yè)的全部主要應(yīng)用。本屆2020慕尼黑上海電子展上，意法半導(dǎo)體以一款搭載了31項(xiàng)Demo的汽車驚艷全場，展示了ST在包括汽車電動化、車身控制和舒適系統(tǒng)、車載網(wǎng)絡(luò)連接、NFC汽車門禁等全方位的汽車解決方案。這輛Demo車究竟有何特殊之處，在現(xiàn)場獲得如此關(guān)注度的原因又是什么？電子發(fā)燒友帶你走進(jìn)其背后的亮點(diǎn)產(chǎn)品與技術(shù)細(xì)節(jié)，并采訪了意法半導(dǎo)體中國的汽車電子應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室經(jīng)理姜炯迪先生，為你一一解惑。

OLED尾燈

除了車載信息娛樂系統(tǒng)的屏幕展示外，OLED還為汽車照明帶來了新的可能性。LED固然具有優(yōu)秀的穿透力，但對于行人和其他駕駛員來說，會存在刺眼的情況，尤其是用于指示的尾燈。而OLED不僅囊括了LED的優(yōu)勢，還能實(shí)現(xiàn)更柔和的光源。因此，OLED成為了在亮度和安全性上做到平衡的完美替代品。基于OLED的顯示特性，也更容易實(shí)現(xiàn)個性化控制。

ST選用的OLED演示板選取了兩塊OLED驅(qū)動芯片L99LDLH32，早在去年，ST就展示過以這款I(lǐng)C和奧迪與OLEDWorks合作開發(fā)的OLED照明方案。在這塊板子中，該IC用來驅(qū)動尾燈內(nèi)部的多塊OLED燈片，以實(shí)現(xiàn)多樣化、個性化的OLED尾燈組。

L99LDLH32集成了32路高邊通道，尾燈驅(qū)動與ECU之間以特有的CAN-FD Light接口相連，以便尾燈驅(qū)動集成到燈組模塊，縮短了連接線束。
BMS電池管理系統(tǒng)

眾所周知電池自燃的新聞常常引發(fā)人們對新能源汽車安全性的擔(dān)憂，而造成這一核心隱患的關(guān)鍵除了電池本身之外，還有汽車的BMS電池管理系統(tǒng)。BMS不僅需要監(jiān)控電池的狀態(tài)，還要管控電池的循環(huán)壽命、充電熱管理等。
意法半導(dǎo)體的BMS方案中采用了一款先進(jìn)的專用模擬前端芯片L9963，該芯片可同時監(jiān)控14個電芯，精度可達(dá)±2mV。L9963還有7路模擬輸入，用來做NTC監(jiān)控，監(jiān)控電芯溫度。
在BMS中，精度是確保充電狀態(tài)、電池容量的關(guān)鍵所在，而減小誤差可以提高整個系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。在問及意法在減小誤差上所做出的努力時，姜炯迪回答道：ST在ADC的參考源上采用了更精準(zhǔn)的設(shè)計，不僅采用了兩路參考源相互校驗(yàn)，同時多個ADC間并非僅負(fù)責(zé)單一通道的采樣，也可以相互校驗(yàn)ADC的結(jié)果。

NFC汽車門把手

早在近期的2020 WWDC上，蘋果就利用CarKey功能吸引了不少眼球，不僅可以用手機(jī)解鎖汽車，還可以將CarKey分享給其他用戶。但這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式仍是NFC，作為近距離通訊的方式之一，NFC在安全性和易用性上成了數(shù)字車鑰匙的首選。駕駛員僅需將手機(jī)或NFC卡貼近車門把手或者B柱即可解鎖與鎖定車門。
意法半導(dǎo)體的NFC汽車門把手方案選用了汽車級NFC讀卡器ST25R3920，這是一款意法最新推出的高性能的通用NFC收發(fā)器，不僅符合CCC（汽車連通性聯(lián)盟）數(shù)字鑰匙的規(guī)格的需求，同時也可以輔助車載無線的配對、以及配合Qi充電進(jìn)行NFC卡檢卡保護(hù)等。因?yàn)镹FC的特性，從理論上來說，哪怕是手機(jī)電量不足關(guān)機(jī)后的24小時內(nèi)，也是可以用來解鎖車門的。
不僅如此，該NFC讀取器還擁有高穩(wěn)定性、高射頻輸出功率、低功耗等優(yōu)勢。在該Demo車的車身上，NFC也同樣被運(yùn)用于汽車耗材防偽和汽車中控的NFC解決方案。

TBox
ST的TBOX方案選用了車規(guī)級40nm 32位的PowerPC架構(gòu)微處理器SPC582Bx，Teseo-LIV3F模塊和藍(lán)牙模塊組成。SPC582Bx支持大量外設(shè)接口，比如LINFlexD、I2C等，且滿足GB32960標(biāo)準(zhǔn)中的車規(guī)級低端車載終端方案，也已通過了AEC-Q100的車規(guī)認(rèn)證，專為ASIL-B級別的系統(tǒng)設(shè)計。
由于純電汽車在低速運(yùn)行時噪聲相對較小，所以國家也對特定種類的汽車出臺了安裝行人警示器（AVAS）的規(guī)定。由上圖也可以看到T-Box與AVAS的連接。ST的AVAS方案中，選用了FDA803這塊數(shù)字功放芯片，它符合CISPR 25的Class V標(biāo)準(zhǔn)，抗干擾能力強(qiáng)，可以輕松通過EMC測試。

主驅(qū)逆變器

主驅(qū)逆變器是解決電動汽車?yán)锍虇栴}的關(guān)鍵所在，在VCU（整車控制器）的指令下從電池中獲取電能，將其轉(zhuǎn)換為交流電后控制電機(jī)工作。ST的主驅(qū)逆變器Demo包含了碳化硅模組、SPC58系列的MCU、電池管理芯片L9396和驅(qū)動芯片L9502等。
SPC58系列MCU借由40nm工藝和PowerPC的三核架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)軟件算法、電機(jī)控制和整車通信等功能。ST稱將推出基于ARM核的新系列產(chǎn)品，將MCU擴(kuò)展至6核以上，以更高的主頻，滿足未來域控制器架構(gòu)對運(yùn)算能力的要求。

碳化硅作為逐漸普及的優(yōu)異半導(dǎo)體材料，在替代傳統(tǒng)的硅基驅(qū)動器后，降低了80%的損耗，意味著一并降低了整車成本和空間占用，提高了續(xù)航能力。ST也在開發(fā)第三代碳化硅產(chǎn)品，在相同晶圓面積下降低Rdson，實(shí)現(xiàn)更低的損耗。

DCDC

ST在DCDC方案上同樣選用了SPC58系列的MCU和L9396的電源管理芯片，碳化硅和其他功率器件。其中SPC58NN84E7可在滿載下實(shí)現(xiàn)高達(dá)94%的轉(zhuǎn)換效率，隔離雙通道驅(qū)動芯片L9501則可實(shí)現(xiàn)10ns量級的死區(qū)精度調(diào)整，進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率。

新能源汽車為傳統(tǒng)汽車帶來了巨大的沖擊，其中之一就是域的概念，比如動力域、座艙域、車身域、ADAS域等等。面對汽車電子電氣架構(gòu)向域集中化的發(fā)展趨勢，域控制器又扮演者什么角色呢？姜炯迪經(jīng)理提到這一趨勢為MCU的運(yùn)算能力、車內(nèi)外通訊網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)連接、汽車系統(tǒng)的可靠性安全性提出更高的要求。比如在動力域上，有VCU、BMS等模塊，而這一趨勢下會將VCU和BMS、OBC和DCDC等集成在一起，進(jìn)一步的深度整合后，會將VCU、BMS、OBC、DCDC和主驅(qū)控制等統(tǒng)一集成在一起。意法半導(dǎo)體目前也在針對集成化趨勢進(jìn)行研發(fā)，相信這類產(chǎn)品很快就會面世。

盡管疫情對全球電子行業(yè)造成了一定打擊，其中受挫最嚴(yán)重的當(dāng)屬汽車電子。但相關(guān)的研發(fā)工作并沒有停滯，由ST的Demo車更是可以看出現(xiàn)有產(chǎn)品線和研發(fā)進(jìn)度的穩(wěn)步布局。不論是OLED應(yīng)用的普及，電池?fù)p耗的降低還是碳化硅技術(shù)的革新，智能出行尚在迅猛的上升期里。