Добро пожаловать в Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.

NXP S9KEAZN64AMLCR — сверхнадежный автомобильный микроконтроллер KEA на базе ядра Arm Cortex-M0

В условиях растущей сложности современных автомобильных электронных систем микроконтроллеры, являющиеся «мозгом» систем управления автомобилем, своей надежностью и производительностью напрямую определяют безопасность и функциональные характеристики всего автомобиля. Компания Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd., являющаяся ведущим мировым дистрибьютором микроконтроллеров автомобильного класса, теперь предлагает NXP S9KEAZN64AMLCR — сверхнадежный автомобильный микроконтроллер серии KEA на базе ядра Arm® Cortex®-M0.

Обзор продукта S9KEAZN64AMLCR: Автомобильные микроконтроллеры серии NXP KEA

Микроконтроллеры серии NXP KEA — это линейка 32-разрядных микроконтроллеров начального и среднего уровня, специально разработанных для автомобильных электронных приложений. Они основаны на высокоэффективном ядре Arm Cortex-M0/M0+ и известны на рынке автомобильной электроники своей высокой надежностью и экономичностью. S9KEAZN64AMLCR, как представитель этой серии, объединяет в себе богатый набор периферийных интерфейсов и функции безопасности автомобильного уровня, идеально подходящие для базовых автомобильных электронных приложений, таких как управление кузовом, системы освещения, интерфейсы датчиков и т. д.

Название серии KEA происходит от «Kinetis Entry-level Automotive» и отражает ее позиционирование как экономичного решения начального уровня в линейке автомобильных микроконтроллеров NXP. Эта серия оптимизирована для самых жестких требований автомобильной электроники, все модели прошли сертификацию AEC-Q100 Grade 1 (-40°C до +125°C) или Grade 0 (-40°C до +150°C), что гарантирует стабильную работу в условиях высоких температур, например, в моторном отсеке.

С точки зрения позиционирования продукта, серия KEA заполняет пробел между традиционными 8/16-разрядными микроконтроллерами и высокопроизводительными 32-разрядными микроконтроллерами, предлагая разработчикам автомобильной электроники идеальный баланс между производительностью и стоимостью. По сравнению с более высокопроизводительной серией S32K (на базе Cortex-M4/M7) от NXP, серия KEA с более низким энергопотреблением и более простой архитектурой удовлетворяет потребности базовых электронных блоков управления (ECU) автомобиля.

32-разрядный микроконтроллер Arm® Cortex® S9KEAZN64AMLCR разработан для широкого спектра автомобильных и промышленных приложений, требующих высочайшего качества и долгосрочной поддержки. S9KEAZN64AMLCR является входом в обширную экосистему Arm и обладает следующими характеристиками:

Низкое энергопотребление ядра Arm Cortex-M0+ и встроенная флэш-память объемом 8–128 КБ.

Превосходные характеристики электромагнитной совместимости (EMC)/электростатического разряда (ESD), устойчивость к высоким температурам и низкий уровень излучения.

Масштабируемое и высоконадежное решение для автомобильных приложений, чувствительных к стоимости.

Богатый набор эталонных проектов, инструментов и прикладных заметок, сокращающих цикл разработки и ускоряющих вывод продукта на рынок.

Основные характеристики и технические параметры S9KEAZN64AMLCR

S9KEAZN64AMLCR — это 64-килобайтная версия серии KEA в корпусе LQFP-64, которая сочетает в себе мощные вычислительные возможности и богатые периферийные ресурсы в компактном корпусе.

Основные характеристики S9KEAZN64AMLCR можно обобщить следующим образом:

Процессорное ядро и производительность

Ядро Arm Cortex-M0: рабочая частота до 48 МГц, энергоэффективность 0,95 DMIPS/МГц, поддержка набора инструкций Thumb-2, сочетание плотности кода и эффективности выполнения

Конфигурация памяти: 64 КБ Flash-памяти (с ECC-проверкой) + 8 КБ SRAM, что удовлетворяет потребности в хранении кода и данных для автомобильных приложений средней сложности

Низкое энергопотребление: поддержка нескольких режимов питания (работа, ожидание, остановка, спящий режим), ток в режиме ожидания до 1,6 мкА (типичное значение), что позволяет эффективно продлить срок службы батареи в режиме сна автомобиля.

Богатый набор периферийных интерфейсов

Коммуникационные интерфейсы: интегрировано до 3 UART (с поддержкой LIN), 2 SPI, 2 I²C, что удовлетворяет потребности подключения различных датчиков и исполнительных механизмов.

Система таймеров: включает 16-разрядный модуль PWM (FlexTimer), таймер периодических прерываний (PIT) и реальный часы (RTC) для точного управления задачами, критичными по времени

Аналоговый фронт-энд: 12-разрядный АЦП (16 каналов, частота дискретизации 1 МГц) + 12-разрядный ЦАП для высокоточного сбора и вывода аналоговых сигналов

Надежность и безопасность автомобильного уровня

Сертификация AEC-Q100: соответствие температурным стандартам Grade 1 (от -40 °C до +125 °C), обеспечивающим долгосрочную надежность в суровых условиях автомобильной эксплуатации

Аппаратные механизмы безопасности: встроенный сторожевой таймер (WDOG), датчик низкого напряжения (LVD) и модуль контроля тактовой частоты, предотвращающие выход системы из-под контроля

Оптимизированный дизайн EMC: повышенная устойчивость к электромагнитным помехам, соответствие требованиям автомобильных стандартов EMC, таких как CISPR 25

Корпус и конфигурация выводов

S9KEAZN64AMLCR использует 64-выводной корпус LQFP (10 мм × 10 мм), распределение выводов полностью учитывает требования к компоновке автомобильной электроники:

Выводы питания: несколько групп выводов VDD/VSS поддерживают распределенную развязку

Конфигурация GPIO: до 55 универсальных входов/выходов, большинство из которых поддерживают функции прерываний и DMA

Выводы специальных функций: CAN, LIN, интерфейс отладки и другие специальные сигналы выведены отдельно

Технические характеристики S9KEAZN64AMLCR:

Основной процессор: ARM® Cortex®-M0+

Характеристики ядра: 32-разрядный одноядерный процессор.

Скорость: 40 МГц.

Возможности подключения: I²C, LINbus, SPI, UART/USART.

Периферийные устройства: LVD, POR, PWM, WDT.

Количество входов/выходов: 28.

Емкость программной памяти: 64 КБ (64 К x 8).

Тип программной памяти: флэш-память.

Емкость EEPROM: 256 x 8.

Размер RAM: 4K x 8

Напряжение питания (Vcc/Vdd): 2,7 В ~ 5,5 В

Преобразователь данных: A/D 16x12b

Тип генератора: внутренний

Рабочая температура: -40 °C ~ 125 °C (TA)

Тип установки: поверхностный монтаж

Типичные сценарии применения и решения S9KEAZN64AMLCR

Благодаря сбалансированной конфигурации характеристик и надежности автомобильного класса, S9KEAZN64AMLCR имеет широкие возможности применения в области электроники кузова автомобиля.

Типичные сценарии применения S9KEAZN64AMLCR:

Модуль управления кузовом (BCM)

Являясь центральным узлом современной автомобильной электроники, модуль управления кузовом отвечает за управление такими базовыми функциями, как замки дверей, подъем и опускание стекол, внутреннее и внешнее освещение. Преимущества S9KEAZN64AMLCR в этом применении:

Многоканальный PWM-выход для точного управления яркостью светодиодного освещения и приводом двигателя

LIN-интерфейс для экономичной связи с подчиненными узлами, такими как модули дверей и сидений

Низкое энергопотребление для поддержки пробуждения из спящего режима и управления питанием

Система освещения автомобиля

S9KEAZN64AMLCR подходит как для традиционного управления галогенными лампами, так и для современных светодиодных матриц:

Высокоточный PWM обеспечивает динамические поворотники, дышащие огни и другие сложные эффекты освещения

ADC отслеживает температуру и ток светодиодов, обеспечивая диагностику неисправностей и защиту

CAN-коммуникация принимает команды управления освещением от сети кузова

Концентратор датчиков

В условиях растущей сложности автомобильных датчиковых сетей S9KEAZN64AMLCR может выступать в качестве концентратора данных датчиков:

Многоканальный АЦП синхронно собирает аналоговые сигналы температуры, давления, положения и т. д.

Интерфейсы SPI/I²C подключают цифровые датчики (МЭМС-акселерометры, гироскопы и т. д.)

Локальная предварительная обработка снижает нагрузку на главный микроконтроллер

Вспомогательные системы для автомобилей на новых источниках энергии

Даже в области автомобилей на новых источниках энергии S9KEAZN64AMLCR может играть важную роль:

Управляющий блок системы управления батареей (BMS): мониторинг напряжения/температуры отдельных батарей

Вспомогательное управление автомобильным зарядным устройством (OBC): управление вентилятором, привод контактора

Управление преобразователем постоянного тока в постоянный: генерация PWM и регулировка обратной связи