Kit di sviluppo Arrow SEED-S32K3B_CORE basato su NXP S32K3
Negli ultimi anni, la rapida evoluzione dell'architettura elettronica ed elettrica automobilistica ha posto nuove esigenze ai MCU, tra cui una maggiore potenza di calcolo, una sicurezza funzionale migliorata, la sicurezza delle informazioni, la capacità OTA, capacità di comunicazione più robuste e una maggiore larghezza di banda della rete. NXP ha introdotto la serie di MCU S32K3 aggiornata come risposta a queste esigenze, basandosi sulla piattaforma S32K1.
Confronto tra S32K3 e S32K1
- Maggiore Potenza di Calcolo: Il core è stato aggiornato ad Arm Cortex-M7, con una frequenza massima aumentata a 320 MHz.
- Sicurezza Funzionale: Se la famiglia S32K1 raggiunge un livello di sicurezza funzionale fino ad Asil B, la S32K344 basata su prodotti con core lock-step raggiunge un livello di sicurezza funzionale fino ad Asil D.
- Sicurezza delle informazioni: Il core di sicurezza CSEc della S32K1 non è in grado di eseguire crittografia asimmetrica, mentre il motore HSE-B della S32K3 può implementare crittografie avanzate, inclusa la crittografia asimmetrica, rendendolo il motore di sicurezza di livello più alto per gli attuali MCU automotive, superando i moduli HSM.
- Aggiornamento della comunicazione: S32K1 supporta un massimo di soli 3 canali CAN, mentre S32K3 supporta fino a 8 canali CAN/FD; Ethernet è aggiornata a un massimo di 1Gbps, supportando sia audio-video bridging (AVB) che time-sensitive networking (TSN).
- Pacchetto più piccolo: MaxQFP, una tecnologia di packaging brevettata da NXP, riduce la dimensione del pacchetto della metà rispetto a LQFP con lo stesso numero di pin.
Per consentire ai clienti di familiarizzare rapidamente con questo chip, AiRui Electronics ha lanciato un kit di sviluppo altamente ottimizzato, SEED-S32K3B_CORE. Con questo kit di sviluppo, i clienti possono facilmente valutare S32K3 e integrare comodamente il kit di sviluppo nei propri sistemi, consentendo una valutazione approfondita e test di sistema prima dello sviluppo.
Introduzione alla soluzione
Il diagramma schematico di SEED-S32K3B_CORE.
Il chip centrale di SEED-S32K3B_CORE adotta il package LFBGA257.
Il diagramma schematico di SEED-S32K3B_CORE.
Funzioni e caratteristiche
1. Alimentazione elettrica
Il chip S32K3 richiede tre alimentazioni esterne: VDD_HV_A, VDD_HV_B e V15. La scheda può essere alimentata in due modi: uno è un alimentatore esterno a 12V, che genera i 5V e 3.3V necessari per la scheda tramite il chip di alimentazione FS26 presente sulla scheda; l'altro consiste nel condividere direttamente l'alimentazione a 5V al chip centrale esternamente, senza utilizzare il chip di alimentazione FS26 sulla scheda. Questo secondo metodo semplifica il sistema, richiedendo solo un'unica alimentazione a 5V per l'intero sistema, senza la necessità di altri chip di alimentazione. Questi due metodi possono essere facilmente commutati utilizzando i ponticelli.
Il chip di alimentazione FS26 sulla scheda è sviluppato secondo lo standard ISO26262, offrendo caratteristiche di sicurezza avanzate come uscite di arresto per guasti multipli, coprendo i livelli di integrità di sicurezza ASIL B e ASIL D, e il più recente monitoraggio dei potenziali guasti su richiesta. FS26 dispone di diversi regolatori switching e regolatori LDO, fornendo alimentazione a microcontrollori, sensori, IC periferici e interfacce di comunicazione. FS26 offre tensioni di riferimento ad alta precisione, tensioni di riferimento per due regolatori di tracciamento della tensione indipendenti e varie funzioni per il controllo e la diagnosi del sistema, come multiplexer analogici, IO generici e opzioni di eventi di riattivazione tramite I/O, timer a lungo termine o comunicazione SPI.
Durante il normale funzionamento, FS26 deve essere alimentato periodicamente per operare correttamente, cosa che non è favorevole al debug iniziale del prodotto. Pertanto, il jumper JP6 sulla scheda viene utilizzato per selezionare la modalità di funzionamento di FS26, che può essere impostata su modalità Flash, modalità Debug o modalità di funzionamento normale. In questo sistema, FS26 genera tre tensioni di uscita: 5V, 3.3V e 1.5V, e gli utenti possono scegliere in modo flessibile diverse modalità di alimentazione tramite i jumper. Se si desidera semplificare il sistema, è possibile scegliere di non utilizzare FS26 tramite la selezione del jumper e collegare direttamente un'alimentazione a 5V, adottando la modalità di alimentazione a 5V.
In sintesi, gli utenti possono scegliere le seguenti modalità di alimentazione tramite ponticelli:
- VDD_HV_A = VREFH = VDD_HV_B = +5,0V (esterno), V15 = +1,5V (transistor NPN esterno)
- VDD_HV_A = VREFH = VDD_HV_B = +5,0V (FS26), V15 = +1,5V (transistor NPN esterno)
- VDD_HV_A = VREFH = VDD_HV_B = +3,3V (FS26), V15 = +1,5V (transistor NPN esterno)
- VDD_HV_A = VREFH = VDD_HV_B = +5,0V (FS26), V15 = +1,5V (FS26)
- VDD_HV_A = VREFH = VDD_HV_B = +3,3V (FS26), V15 = +1,5V (FS26)
- VDD_HV_A = VREFH = +5,0V (FS26), VDD_HV_B = +3,3V, V15 = +1,5V (transistor NPN esterno)
- VDD_HV_A = VREFH = +5,0V (FS26), VDD_HV_B = +3,3V, V15 = +1,5V (FS26)
Poiché i due metodi di input di alimentazione condividono un unico connettore, è possibile che durante l'uso effettivo si verifichi una situazione in cui un jumper selezioni 5V mentre è collegato un alimentatore esterno da 12V. In questo caso, la scheda dispone di una funzione integrata di protezione contro la sovratensione a 5V. La scheda si spegnerà automaticamente e accenderà la spia di avviso di sovratensione per proteggere il chip principale.
2. PUÒ
Sulla scheda è integrata un'interfaccia CAN, implementata tramite il chip TJA1044. TJA1044 è un ricetrasmettitore CAN ad alta velocità appartenente alla serie Mantis. Fornisce un'interfaccia tra il controller del protocollo CAN e il bus CAN a doppio filo fisico. Il ricetrasmettitore è specificamente progettato per applicazioni CAN ad alta velocità nell'industria automobilistica, offrendo la funzionalità di inviare e ricevere segnali differenziali per il controller del protocollo CAN (nel microcontrollore). Le varie caratteristiche del TJA1044 sono ottimizzate per applicazioni automobilistiche a 12V, con prestazioni notevolmente migliorate rispetto ai ricetrasmettitori CAN di prima e seconda generazione di NXP (come TJA1040), e una prestazione eccezionale in termini di compatibilità elettromagnetica (EMC). Inoltre, le caratteristiche del TJA1044 includono:
- Prestazioni passive ideali del bus CAN quando l'alimentazione è disconnessa.
- Modalità standby a corrente estremamente bassa con funzione di riattivazione tramite bus.
- Eccellente prestazione EMC anche a velocità fino a 500 kbit/s senza strozzatori di modo comune.
Queste caratteristiche rendono il TJA1044 una scelta ideale per tutti i tipi di reti HS-CAN, per nodi che richiedono modalità a basso consumo energetico e riattivazione tramite il bus CAN.
Il TJA1044 implementa l'attuale standard ISO11898 (ISO11898-2:2003, ISO11898-5:2007 e la versione aggiornata di ISO 11898-2:2016 che verrà rilasciata a breve) che definisce il livello fisico CAN. La velocità di trasmissione dati del TJA1044T arriva fino a 1 Mbit/s. Ulteriori parametri temporali che definiscono la simmetria del ritardo di loop per CAN FD e SAE-J2284-4/5 saranno specificati per TJA1044GT e TJA1044GTK nella versione ISO11898-2:2016 che verrà rilasciata, permettendo una comunicazione affidabile anche a velocità di trasmissione dati fino a 5 Mbit/s nella fase veloce del CAN FD.
3. Interfaccia di debug
Inoltre, la scheda fornisce anche la seguente interfaccia di debug, permettendo agli utenti di eseguire il debug del chip principale utilizzando Multilink, insieme a una porta seriale per la connessione, se necessario.
4. Altri
Ci sono 3 luci LED sulla scheda
Scambio con due pulsanti
Un potenziometro a slitta per la regolazione della tensione, utilizzato per il debug funzionale
Un pulsante RESET per riavviare la scheda
Inoltre, tutti i pin del S32K3 sono estesi ai fori di test con una spaziatura di 2,54 mm su entrambi i lati della scheda, permettendo agli utenti di collegarsi direttamente con fili DuPont per il test o di saldare connettori a pin o prese per il test.
Aree di applicazione
Applicazioni relative al corpo, inclusi alcuni sistemi informativi di intrattenimento, T-Box, ecc.
Applicazioni con requisiti elevati per la sicurezza funzionale, tra cui BMS, Gear Shifter, ADAS, APA, APD, ecc., e versioni a basso costo con alta sicurezza funzionale come DCDC, EPS, Inverter, ecc.
Controller di Dominio, Controller Zonale, in particolare nodi Zonali, dove S32K3 può soddisfare oltre l'80% dei nodi.
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