泰矽微自2023年6月首次發(fā)布汽車(chē)氛圍燈SoC芯片TCPL01x以來(lái)，以其高可靠性、高性?xún)r(jià)比、極簡(jiǎn)外圍電路和易用的生態(tài)，作為真正意義上的全國(guó)產(chǎn)車(chē)規(guī)氛圍燈芯片受到市場(chǎng)高度關(guān)注，目前已獲得多個(gè)車(chē)廠定點(diǎn)項(xiàng)目。隨著汽車(chē)氛圍燈持續(xù)顯著的需求增長(zhǎng)，越來(lái)越多的零部件廠商將氛圍燈產(chǎn)品納入業(yè)務(wù)范圍。為了便于相關(guān)零部件廠商更為便捷的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和批量生產(chǎn)，泰矽微基于TCPL01x系列氛圍燈芯片開(kāi)發(fā)出了可通過(guò)所有車(chē)廠EMC及環(huán)境測(cè)試等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的完整參考設(shè)計(jì)和交鑰匙解決方案，并開(kāi)放完整設(shè)計(jì)源文件及快速的技術(shù)支持與服務(wù)，確?？蛻?hù)只要基于泰矽微方案進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，都可順利完成設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，以及，更為關(guān)鍵的，推進(jìn)氛圍燈芯片全面國(guó)產(chǎn)化替代，打破現(xiàn)有市場(chǎng)供應(yīng)格局，有效減少同類(lèi)進(jìn)口芯片數(shù)量和供應(yīng)緊張情況，避免供應(yīng)壟斷，全面實(shí)行平價(jià)銷(xiāo)售，助力“凡車(chē)皆氛圍”的目標(biāo)。

01硬件方案介紹

下圖為基于泰矽微TCPL01x的參考原理圖，適配合適的外圍器件參數(shù)，可通過(guò)各車(chē)企的電磁兼容規(guī)范EMC、電特性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。在電特性方面，已在第三方實(shí)驗(yàn)室通過(guò)基于IS0 16750-2012標(biāo)準(zhǔn)、以及7637-2/3-2011標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)測(cè)試。

得益于泰矽微TCPL01x芯片優(yōu)異的ESD/EMC性能，基于HBM模型，芯片電源管腳可直接承受4KV、LIN通信端口可直接承受8KV以上的抗靜電能力。在成本優(yōu)先考慮的情況下，硬件設(shè)計(jì)上，電源端口可以省去TVS管、LIN通信端口可以省去ESD防護(hù)二極管，可有效實(shí)現(xiàn)降本。整體外圍電路器件數(shù)量低至5顆，全面超越所有同類(lèi)產(chǎn)品。在面積和成本都極度受限的氛圍燈燈頭應(yīng)用中，泰矽微的解決方案無(wú)疑具有絕佳的優(yōu)勢(shì)，樹(shù)立了行業(yè)的天花板。

針對(duì)氛圍燈應(yīng)用，泰矽微可提供包括評(píng)估板和參考設(shè)計(jì)單板在內(nèi)的兩種板卡供客戶(hù)申請(qǐng)使用。也同時(shí)提供所有硬件設(shè)計(jì)源文件和配套應(yīng)用文檔介紹。

02軟件方案介紹

泰矽微提供完整的開(kāi)源SDK供用戶(hù)使用，包括如下內(nèi)容：

底層驅(qū)動(dòng)層，包含TCPL01x的所有外設(shè)驅(qū)動(dòng)代碼。

中間件層，包含LIN協(xié)議棧（支持3級(jí)診斷），LIN UDS，顏色合成，以及顏色額溫度補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)用層，包含bootloader和應(yīng)用控制邏輯兩部分，通過(guò)bootloader，用戶(hù)可以通過(guò)LIN接口實(shí)現(xiàn)最高115Kbps的高速升級(jí)。

在調(diào)光調(diào)色方面，RGB光源常見(jiàn)的混光方式是參照RGB三色的頂點(diǎn)色坐標(biāo)作為基準(zhǔn)，根據(jù)目標(biāo)顏色進(jìn)行計(jì)算，得到該顏色的PWM值。表達(dá)顏色的方式有很多種，常用的幾種方式有CIE XYZ，CIE 1931 Yxy，CIE 1976 Lu’v’，RGBL等。泰矽微提供完整的軟件接口支持開(kāi)發(fā)者實(shí)現(xiàn)多樣化的點(diǎn)亮方式，以上幾種顏色表達(dá)方式均可支持。

LED燈珠特性決定了溫度變化對(duì)發(fā)光亮度有較大影響，從而導(dǎo)致同一參數(shù)配置下的顏色或者亮度會(huì)隨著溫度變化而發(fā)生變化。為此，泰矽微提供了全自主開(kāi)發(fā)的溫度補(bǔ)償算法，實(shí)時(shí)補(bǔ)償和調(diào)整目標(biāo)顏色的PWM配比，使之對(duì)外保持恒定的光色一致性。憑借TCPL01X出色的ADC性能，可將溫度檢測(cè)精度控制在2攝氏度左右。因此，無(wú)論是采用進(jìn)口品牌還是國(guó)內(nèi)品牌的RGB燈珠，都能夠通過(guò)該溫補(bǔ)算法將燈珠的特性發(fā)揮到最佳狀態(tài)，全溫范圍內(nèi)的顏色偏差都可控制在0.5%以?xún)?nèi)。

為了更為便捷的開(kāi)發(fā)調(diào)試，泰矽微開(kāi)發(fā)了功能強(qiáng)大的PC端上位機(jī)軟件。該上位機(jī)軟件支持CIE 1931色品圖和CIE 1976色品圖點(diǎn)亮，以及完整的產(chǎn)線(xiàn)校準(zhǔn)命令和LIN升級(jí)固件的功能。提供完整的3C和3D命令供第三方產(chǎn)線(xiàn)校準(zhǔn)工具集成，目前已有多家產(chǎn)線(xiàn)校準(zhǔn)和量產(chǎn)燒錄工具實(shí)現(xiàn)對(duì)TCPL01x的支持。

03EMC測(cè)試介紹

泰矽微秉承產(chǎn)品EMC性能是設(shè)計(jì)出來(lái)的，而非整改出來(lái)的理念，在解決方案硬件設(shè)計(jì)之初，根據(jù)泰矽微芯片的工作機(jī)理，結(jié)合EMC設(shè)計(jì)規(guī)律和法則，以及產(chǎn)品所需通過(guò)的車(chē)企電磁兼容規(guī)范，為客戶(hù)產(chǎn)品在電路原理設(shè)計(jì)、PCB設(shè)計(jì)等方面提供專(zhuān)業(yè)的EMC建議，重塑產(chǎn)品EMC特性，使得產(chǎn)品獲得良好的EMC設(shè)計(jì)，進(jìn)而達(dá)到事半功倍的效果，大大縮短解決產(chǎn)品EMC問(wèn)題所花費(fèi)的時(shí)間與金錢(qián)，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目快速落地。 目前已通過(guò)大眾汽車(chē)VOLKSWAGEN TL81000：2021-06 《Electromagnetic Compatibility of Electronic Components for Motor Vehicles》測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)測(cè)試要求，并以最高等級(jí)的要求通過(guò)每項(xiàng)EMC測(cè)試。以下內(nèi)容基于大眾相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行介紹。

測(cè)試項(xiàng)以及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)如下表所示：

BCI，其原理是BCI信號(hào)發(fā)生器通過(guò)利用電流探頭將射頻干擾信號(hào)耦合注入到零部件的線(xiàn)束上，然后射頻干擾通過(guò)線(xiàn)束傳導(dǎo)至汽車(chē)電子零部件上。

BCI的測(cè)試頻段在1MHz到400MHz。測(cè)試方式有CBCI（共模大電流注入）和DBCI（差模大電流注入）兩種，兩者之間的區(qū)別在于射頻干擾信號(hào)是否耦合注入到KL31線(xiàn)束上，若射頻干擾耦合注入到KL31線(xiàn)束為CBCI方式，否則為DBCI方式。BCI的射頻干擾信號(hào)模式包括兩種調(diào)制模式的波形，分別是連續(xù)波CW模式，另一種為頻率為1kHz、調(diào)制幅度為80%的調(diào)制波AM模式。在大眾TL81000標(biāo)準(zhǔn)中，在被測(cè)電子部件距離電流探頭150mm、450mm以及750mm處，均需通過(guò)CBCI和DBCI兩種測(cè)試，射頻干擾信號(hào)包括CW模式和AM模式。

CBCI測(cè)試方式如下圖所示：

DBCI測(cè)試方式如下圖所示：

眾所周知，汽車(chē)電子零部件電磁兼容EMC測(cè)試中，BCI測(cè)試項(xiàng)是最難通過(guò)的。

大眾汽車(chē)VOLKSWAGEN TL81000：2021-06 《Electromagnetic Compatibility of Electronic Components for Motor Vehicles》測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中的有關(guān)BCI測(cè)試要求較為嚴(yán)苛。因?yàn)樵摐y(cè)試要求施加的射頻干擾信號(hào)強(qiáng)度很強(qiáng)、不同距離測(cè)試的模式很全面、測(cè)試頻點(diǎn)密集，并且要求在施加射頻干擾信號(hào)過(guò)程中被測(cè)電子部件不能出現(xiàn)誤操作的現(xiàn)象，且撤銷(xiāo)射頻干擾信號(hào)后被測(cè)電子部件能正常操作。

泰矽微TCPL01x氛圍燈方案在BCI測(cè)試項(xiàng)上，基于大眾汽車(chē)VOLKSWAGEN TL81000：2021-06 《Electromagnetic Compatibility of Electronic Components for Motor Vehicles》測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，將全頻段BCI注入電流提升到上限200mA進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果依舊以最高等級(jí)要求通過(guò)測(cè)試。

值得一提的是，在全距離、全頻段、全模式的測(cè)試中，LIN通信無(wú)任何報(bào)錯(cuò)數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)，其性能遠(yuǎn)優(yōu)于同類(lèi)產(chǎn)品。

下列波形數(shù)據(jù)為部分關(guān)鍵頻段CE測(cè)試數(shù)據(jù)：

泰矽微提供的氛圍燈TCPL01x方案，經(jīng)過(guò)嚴(yán)苛的電特性測(cè)試、EMC測(cè)試、功能測(cè)試、環(huán)境測(cè)試，在芯片、硬件、軟件等方面已經(jīng)形成了一個(gè)完善、可靠、系統(tǒng)的氛圍燈解決方案。已在第三方實(shí)驗(yàn)室順利通過(guò)眾多主機(jī)廠的電子零部件的電磁兼容EMC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，比如大眾汽車(chē)的TL81000標(biāo)準(zhǔn)、通用的GMW3097、吉利的QJLY J7110779E標(biāo)準(zhǔn)、比亞迪的Q/BYDQ-A1901.706.3-2020標(biāo)準(zhǔn)、極氪的Q-JKR J110010-2022、蔚來(lái)的NEV-STD-EE-0007標(biāo)準(zhǔn)，豐田標(biāo)準(zhǔn)等等。

04

泰矽微氛圍燈芯片及解決方案優(yōu)勢(shì)

極強(qiáng)的EMC性能，是與其他同類(lèi)產(chǎn)品非常顯著的差異之一，泰矽微一直堅(jiān)守EMC性能是設(shè)計(jì)出來(lái)的，不是整改出來(lái)的基本原則，將EMC性能作為基礎(chǔ)要求融入芯片定義，并在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行針對(duì)性?xún)?yōu)化。從而在實(shí)際應(yīng)用中，采用泰矽微氛圍燈芯片所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品可輕松通過(guò)所有車(chē)廠各種嚴(yán)苛的EMC測(cè)試指標(biāo)，且更為極致的是測(cè)試全程LIN通信無(wú)任何報(bào)錯(cuò)數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)。

優(yōu)越的EMC性能也帶來(lái)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的便利性，僅需極簡(jiǎn)的外圍電路，與同類(lèi)同性質(zhì)芯片比，外圍器件可節(jié)省相當(dāng)于芯片價(jià)格8%以上的成本，在氛圍燈全產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)日益加劇的趨勢(shì)下，成本優(yōu)勢(shì)極為明顯。

泰矽微氛圍燈芯片管腳兼容同類(lèi)進(jìn)口芯片，可提供小至3mmx3mm的封裝尺寸，配合極簡(jiǎn)外圍電路，可實(shí)現(xiàn)超小尺寸的燈頭設(shè)計(jì)，適用性非常廣泛。

恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品定義和適中的片上資源和封裝定義，既滿(mǎn)足所有同類(lèi)應(yīng)用需求，又不無(wú)謂浪費(fèi)晶圓和封裝成本，64KB Flash是當(dāng)下可滿(mǎn)足所有應(yīng)用需求最為適合的空間尺寸，32KFlash因不滿(mǎn)足絕大部分車(chē)廠對(duì)存儲(chǔ)資源利用率上限要求和OTA升級(jí)需求，將逐漸被市場(chǎng)所淘汰。

隨著氛圍燈在車(chē)內(nèi)越發(fā)普及的應(yīng)用，與人機(jī)交互實(shí)現(xiàn)融合逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)，借助泰矽微的另一個(gè)已發(fā)展成為國(guó)產(chǎn)龍頭的系列產(chǎn)品---車(chē)規(guī)觸控芯片，泰矽微可提供融合氛圍燈和觸控交互一體化的解決方案，整體方案的完整性和高性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)非常明顯。泰矽微是目前全球范圍內(nèi)為數(shù)極少的可提供此類(lèi)完整解決方案的半導(dǎo)體廠商。

05總結(jié)

汽車(chē)從純粹的交通工具向“第三空間”轉(zhuǎn)化的過(guò)程必然會(huì)伴隨人機(jī)交互的快速進(jìn)化與發(fā)展，這個(gè)趨勢(shì)與泰矽微所專(zhuān)注的人機(jī)交互底層芯片及解決方案的發(fā)展主線(xiàn)完全一致。泰矽微將持續(xù)發(fā)力并繼續(xù)加大在汽車(chē)人機(jī)交互技術(shù)方面的投入，在傳感和執(zhí)行兩大維度不斷挖掘與拓展產(chǎn)品深度與廣度，并確保產(chǎn)品線(xiàn)之間的關(guān)聯(lián)性與協(xié)同性，通過(guò)產(chǎn)品矩陣及彼此融合的整體解決方案賦能汽車(chē)人機(jī)交互的大發(fā)展。

泰矽微已開(kāi)放樣片，評(píng)估板，參考設(shè)計(jì)demo板及相關(guān)設(shè)計(jì)源文件與文檔申請(qǐng)通道，請(qǐng)發(fā)送郵件至：sales@tinychip.com.cn詳情咨詢(xún)。

【關(guān)于泰矽微】

上海泰矽微電子有限公司2019年成立于上海張江，是一家中國(guó)領(lǐng)先的高性能專(zhuān)用MCU芯片供應(yīng)商。公司專(zhuān)注于各類(lèi)高性能模數(shù)混合芯片研發(fā)，產(chǎn)品覆蓋汽車(chē)、醫(yī)療、工業(yè)及消費(fèi)等多個(gè)領(lǐng)域，并在相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域獲得眾多頭部客戶(hù)的認(rèn)可和產(chǎn)品導(dǎo)入。公司目前已獲得高新技術(shù)企業(yè)認(rèn)證及專(zhuān)精特新中小企業(yè)稱(chēng)號(hào)。

泰矽微在車(chē)規(guī)芯片方面進(jìn)行了深度布局，已成功通過(guò)車(chē)規(guī)功能安全I(xiàn)SO26262 ASIL-D體系認(rèn)證及ISO9001質(zhì)量體系認(rèn)證，多款產(chǎn)品獲得AEC-Q100車(chē)規(guī)芯片認(rèn)證，累計(jì)獲得數(shù)十項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利。目前已形成六大產(chǎn)品系列，包括信號(hào)鏈、電池管理、電源管理、車(chē)規(guī)觸控、車(chē)載照明系統(tǒng)及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制，形成了矩陣式產(chǎn)品陣容。

泰矽微始終堅(jiān)持做創(chuàng)新且符合市場(chǎng)需求的產(chǎn)品，打造好的產(chǎn)品，簡(jiǎn)單易用的生態(tài)，穩(wěn)定成熟的垂直解決方案，力爭(zhēng)成為中國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展的中流砥柱和進(jìn)軍國(guó)際半導(dǎo)體市場(chǎng)的中堅(jiān)力量。