瑞薩電子汽車(chē)領(lǐng)域的半導(dǎo)體解決方案
在全球汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)中,瑞薩占有7.1%的市場(chǎng)份額,排名第四位;在日本市場(chǎng)中占據(jù)第一位,市場(chǎng)份額為22.3%。其汽車(chē)半導(dǎo)體解決方案包含了安全、信息、動(dòng)力總成、底盤(pán)以及車(chē)身五個(gè)方面,其中每個(gè)方面都有多種解決方案。
汽車(chē)儀表解決方案
儀表MCU的特點(diǎn)分以下幾個(gè)方面:
1. 內(nèi)嵌步進(jìn)電機(jī)PWM控制器:可直接控制和驅(qū)動(dòng)4-6個(gè)步進(jìn)電機(jī),無(wú)需外驅(qū)動(dòng)器IC,因此可以節(jié)省成本和布局空間,具有優(yōu)良的EMI/EMC性能;
2. 內(nèi)嵌LCD控制器:28/32段&TImes;4公共引腳,可以直接控制LCD,同樣無(wú)需外置驅(qū)動(dòng)器IC,因此可以節(jié)省成本和布局空間,具有優(yōu)良的EMI/EMC性能;
3. 高速CPU:?jiǎn)沃噶钪芷冢?0 MHz的H8S最小指令執(zhí)行時(shí)間為50ns,而40 MHz的H8SX最小指令執(zhí)行時(shí)間是25ns;
4. 強(qiáng)大的定時(shí)器:片上16位定時(shí)器脈沖單元有三個(gè)16位定時(shí)器通道,包括輸入捕捉、輸出比較、PWM和相位計(jì)算。
H8S/228X特殊模塊的基本功能,包括三個(gè)部分:定時(shí)器脈沖單元(TPU);步進(jìn)電機(jī)PWM控制器和LCD控制器。
TPU是由3個(gè)16位定時(shí)器通道組成,包括最多8個(gè)脈沖輸入/輸出,可以為每個(gè)通道設(shè)置:比較匹配的波形輸出;輸入捕捉功能;計(jì)數(shù)器清零操作;同步運(yùn)行;定時(shí)器計(jì)數(shù)器能夠同時(shí)寫(xiě)入;可以比較匹配與輸入捕捉同時(shí)清零;利用同步計(jì)數(shù)器操作實(shí)現(xiàn)寄存器同時(shí)輸入/輸出;與同步運(yùn)行結(jié)合的最大7相位PWM輸出。
步進(jìn)電機(jī)PWM功能包括:最大16個(gè)脈沖輸出,其中兩個(gè)10位PWM通道,每個(gè)通道有8個(gè)輸出,可以直接獨(dú)立控制4個(gè)步進(jìn)電機(jī);0%至100%占空比;5個(gè)操作時(shí)鐘;可以通過(guò)16位總線接口進(jìn)行高速訪問(wèn);兩個(gè)中斷源;可以設(shè)置模塊停止模式。
對(duì)于LCD控制器/驅(qū)動(dòng)器,其重要功能有:28/32段&TImes;4公共引腳;段輸出引腳可用作11個(gè)幀頻的4組端口選擇;A或B波形可以用軟件進(jìn)行選擇;內(nèi)置電源分離電阻;除了待機(jī)模式和模塊停止模式外,還有操作模式顯示。
儀表盤(pán)應(yīng)用解決方案
1.微步進(jìn)電機(jī)解決方案
微步進(jìn)電機(jī)成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但具有高可靠性,且無(wú)需維護(hù)、無(wú)需反饋元件。但是經(jīng)常在低速率時(shí)出現(xiàn)共振效應(yīng),而且隨著速度增加轉(zhuǎn)矩會(huì)降低。圖1顯示了VID步進(jìn)電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu),其中左邊是轉(zhuǎn)子,中間是齒輪,右邊是電機(jī)輸出。
2. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式
電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式有分步驅(qū)動(dòng)模式和微步驅(qū)動(dòng)模式。圖2所示的是分步驅(qū)動(dòng)的時(shí)序圖,可以看到一個(gè)周期由六步組成,脈沖序列從左向右時(shí),指針順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng);反之,如果脈沖序列從右向左時(shí)指針逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。圖3所示的是微步驅(qū)動(dòng)模式時(shí)序圖,其中藍(lán)色線代表左線圈的電流,紅色線代表右線圈的電流。一個(gè)周期共有24個(gè)微步組成,線圈上的電流波形近似于正弦波型。