Texas Instruments CC2662R-Q1 SimpleLink? 汽車無(wú)線電池管理系統(tǒng)（BMS）MCU是一款適用于無(wú)線電動(dòng)汽車（EV）BMS的高性能解決方案，采用經(jīng)獨(dú)立評(píng)估的功能安全概念。通過(guò)先進(jìn)的無(wú)線協(xié)議，此款TI無(wú)線BMS解決方案展示了汽車設(shè)計(jì)人員如何去除笨重、昂貴、需要維護(hù)的電纜，并提高全球電動(dòng)汽車的可靠性和效率。TI無(wú)線BMS的功能安全概念采用專為無(wú)線BMS用例開發(fā)的新無(wú)線協(xié)議，解決了通信錯(cuò)誤檢測(cè)和安全問(wèn)題。通過(guò)CC2662R-Q1無(wú)線MCU的專有協(xié)議，主機(jī)系統(tǒng)處理器與BQ79616-Q1電池監(jiān)控器和平衡器之間可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健、可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)交換。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments CC2662R-Q1 SimpleLink?汽車無(wú)線BMS MCU數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

TI通過(guò)CC2662R-Q1無(wú)線MCU實(shí)現(xiàn)的BMS無(wú)線協(xié)議可提供超過(guò)99.999%的高網(wǎng)絡(luò)可用性以及300ms的網(wǎng)絡(luò)重啟最大可用性。其專用時(shí)隙可提供高吞吐量和低延遲，防止數(shù)據(jù)丟失或損壞，同時(shí)使多個(gè)電池單元能夠以±2mV的精度向主MCU發(fā)送電壓和溫度數(shù)據(jù)，且網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤率小于10-7。該系統(tǒng)可支持多達(dá)100個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的延遲時(shí)間均小于2ms，為業(yè)內(nèi)最低，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)的測(cè)量均為時(shí)間同步。CC2662R-Q1無(wú)線MCU可隔離單個(gè)電池監(jiān)控單元，因此無(wú)需菊花鏈隔離組件，相應(yīng)降低了成本。

特性

• 下列性能符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)：
  • 器件溫度等級(jí)2，工作溫度范圍：-40°C至+105°C
  • 器件人體模型 (HBM) 靜電放電 (ESD) 分類等級(jí)2
  • 器件CDM ESD分類等級(jí)C3
• 微控制器
  • 性能強(qiáng)大的48MHz Arm? Cortex?-M4F處理器
  • EEMBC CoreMark?評(píng)分：148
  • 時(shí)鐘速度：高達(dá)48MHz
  • 系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存：352KB
  • 256 KB ROM，用于協(xié)議和庫(kù)函數(shù)
  • 8 KB高速緩存SRAM
  • 具有奇偶校驗(yàn)功能的80KB超低泄漏SRAM，可實(shí)現(xiàn)高度可靠運(yùn)行
  • 2引腳cJTAG和JTAG調(diào)試
  • 支持無(wú)線升級(jí) (OTA)
• 無(wú)線電部分
  • 2.4GHz射頻收發(fā)器，兼容TI無(wú)線BMS協(xié)議
  • 輸出功率高達(dá)+5 dBm，帶溫度補(bǔ)償
  • 適用于符合以下全球射頻規(guī)范要求的系統(tǒng)
    • EN 300 328（歐洲）
    • EN 300 440類別2（歐洲）
    • FCC CFR47第15部分（美國(guó)）
    • ARIB STD-T66（日本）
• 低功率
  • 電源電壓范圍：1.8V至3.63V
  • 有源模式RX：6.9mA
  • 有源模式TX：7.3mA（0dBm時(shí)）
  • 有源模式TX：9.6mA（5dBm）
  • 有源模式MCU：3.4mA（71μA/Mhz）（48MHz時(shí)，CoreMark）
  • 傳感器控制器，低功耗模式，2MHz，運(yùn)行無(wú)限循環(huán)：31.9μA
  • 傳感器控制器，有源模式，24MHz，運(yùn)行無(wú)限循環(huán)：808.5μA
  • 待機(jī)電流：0.94μA（RTC運(yùn)行，80KB RAM和CPU保持）
  • 關(guān)斷電流：150nA（發(fā)生外部事件時(shí)喚醒）
• 外設(shè)
  • 31個(gè)GPIO，數(shù)字外設(shè)可路由至任一GPIO
  • 4個(gè)32位或8個(gè)16位通用定時(shí)器
  • 12位ADC、200kSamples/s、8通道
  • 2個(gè)比較器，帶有內(nèi)部基準(zhǔn)DAC（1個(gè)連續(xù)時(shí)間、1個(gè)超低功耗）
  • 可編程電流源
  • 2個(gè)UART
  • 2× SSI（SPI，MICROWIRE，TI）
  • I^2^C
  • I^2^S
  • 實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）
  • AES 128位和256位加密加速計(jì)
  • ECC和RSA公鑰硬件加速器
  • SHA2加速器（最高到SHA-512的全套裝）
  • 真隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（TRNG）
  • 電容式感應(yīng)，最多8通道
  • 集成式溫度和電池監(jiān)控器
• 外部系統(tǒng)，片上降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器
• 超低功耗傳感器控制器，具有4 KB SRAM
  • 獨(dú)立于系統(tǒng)CPU運(yùn)行
  • 采樣、存儲(chǔ)和處理傳感器數(shù)據(jù)
  • 快速喚醒進(jìn)入低功耗運(yùn)行
• ROM中的TI-RTOS
• 7mmx7mm VQFN48封裝，帶可濕性側(cè)翼，符合RoHS規(guī)范

方框圖

德州儀器CC2662R-Q1無(wú)線BMS微控制器技術(shù)解析

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)的CC2662R-Q1是一款專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的SimpleLink?系列無(wú)線微控制器(MCU)，主要面向無(wú)線電池管理系統(tǒng)(BMS)和電纜替換應(yīng)用。該器件基于強(qiáng)大的48MHz Arm? Cortex?-M4F處理器內(nèi)核，集成了2.4GHz RF收發(fā)器，支持TI專有的無(wú)線BMS協(xié)議。

作為AEC-Q100 Grade 2認(rèn)證產(chǎn)品，CC2662R-Q1可在-40°C至+105°C的環(huán)境溫度范圍內(nèi)工作，滿足嚴(yán)苛的汽車電子要求。器件采用7mm×7mm VQFN48封裝，具有可潤(rùn)濕側(cè)翼，便于焊接質(zhì)量檢測(cè)。

二、關(guān)鍵特性

1. 處理器與內(nèi)存配置

• ?48MHz Arm Cortex-M4F?處理器，帶浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU)
• ? EEMBC CoreMark? ?評(píng)分：148
• 存儲(chǔ)器配置：
  • 352KB可編程閃存(支持OTA升級(jí))
  • 256KB ROM(存儲(chǔ)協(xié)議棧和庫(kù)函數(shù))
  • 80KB超低泄漏SRAM(帶奇偶校驗(yàn))
  • 8KB緩存SRAM

2. 無(wú)線性能

• ?2.4GHz RF收發(fā)器?，專為TI無(wú)線BMS協(xié)議優(yōu)化
• 輸出功率可達(dá)+5dBm(帶溫度補(bǔ)償)
• 接收靈敏度：-92dBm(2Mbps，BER=10?3)
• 符合全球無(wú)線電法規(guī)：
  • 歐洲EN 300 328和EN 300 440 Category 2
  • 美國(guó)FCC CFR47 Part 15
  • 日本ARIB STD-T66

3. 低功耗特性

• 寬電源電壓范圍：1.8V至3.63V
• 工作電流：
  • 接收模式：6.9mA
  • 發(fā)射模式(0dBm)：7.3mA
  • 發(fā)射模式(+5dBm)：9.6mA
  • MCU運(yùn)行CoreMark(48MHz)：3.4mA
• 超低待機(jī)電流：
  • Standby模式(帶RTC和80KB RAM保持)：0.94μA
  • Shutdown模式：150nA

三、外設(shè)資源

1. 數(shù)字外設(shè)

• ?31個(gè)GPIO?，數(shù)字外設(shè)可路由至任意GPIO
• 定時(shí)器：
  • 4×32位或8×16位通用定時(shí)器
  • 實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)
• 串行接口：
  • 2×UART(最高3Mbps)
  • 2×SSI(SPI、MICROWIRE、TI協(xié)議)
  • I2C
  • I2S接口

2. 模擬外設(shè)

• ?12位ADC?，200kS/s采樣率，8通道
• 2×比較器(1×連續(xù)時(shí)間，1×超低功耗)
• 可編程電流源
• 片上溫度傳感器和電池電壓監(jiān)測(cè)

3. 安全特性

• AES-128/256加密加速器
• ECC和RSA公鑰硬件加速器
• SHA2加速器(支持至SHA-512)
• 真隨機(jī)數(shù)生成器(TRNG)
• 功能安全質(zhì)量認(rèn)證(符合ISO 26262)

四、傳感器控制器

CC2662R-Q1集成了獨(dú)立的?超低功耗傳感器控制器?，具有4KB專用SRAM，主要特點(diǎn)包括：

• 可獨(dú)立于系統(tǒng)CPU運(yùn)行
• 支持24MHz(活動(dòng)模式)和2MHz(低功耗模式)
• 專用外設(shè)：
  • 8位DAC
  • 12位ADC
  • 2×低功耗比較器
  • 電容式觸摸接口
  • 時(shí)間-數(shù)字轉(zhuǎn)換器
• 典型應(yīng)用：
  • 傳感器數(shù)據(jù)采集與處理
  • 電容式觸摸檢測(cè)
  • 低功耗脈沖計(jì)數(shù)

五、開發(fā)支持

TI為CC2662R-Q1提供完整的開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)：

1. ?硬件工具?：
   • CC2662RQ1-EVM-WBMS開發(fā)套件
   • 集成XDS110 JTAG調(diào)試探針
2. ?軟件開發(fā)套件?：
   • SimpleLink? WBMS SDK
   • 支持TI-RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)
   • 包含協(xié)議棧、驅(qū)動(dòng)和示例代碼
3. ?輔助工具?：
   • SmartRF? Studio(射頻配置工具)
   • Sensor Controller Studio(傳感器控制器開發(fā)環(huán)境)
   • Code Composer Studio? IDE

六、典型應(yīng)用

1. ? 汽車無(wú)線電池管理系統(tǒng)(BMS) ?：
   • 替代傳統(tǒng)有線BMS的通信電纜
   • 實(shí)現(xiàn)電池模組間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸
   • 支持OTA固件升級(jí)
2. ?工業(yè)電纜替換?：
   • 替代旋轉(zhuǎn)設(shè)備中的滑環(huán)
   • 替代移動(dòng)設(shè)備間的連接線纜
   • 惡劣環(huán)境下的可靠無(wú)線通信
3. ?其他低功耗無(wú)線應(yīng)用?：
   • 遠(yuǎn)程傳感器網(wǎng)絡(luò)
   • 資產(chǎn)跟蹤與管理
   • 工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)邊緣節(jié)點(diǎn)