01、背景介绍

据乘联分会数据发布，2024年1-6月新能源乘用车L2级及以上的辅助驾驶功能装车率达到66.4%。随着智能化、安全技术快速发展，自动驾驶正在快速渗透市场，预计在未来几年将继续保持高速增长趋势。
在这一趋势及背景下，驾驶员状态监测系统对于确保自动驾驶的安全至关重要，其中离手检测功能尤为关键。这项功能能够实时监测驾驶员是否在控制方向盘，确保自动驾驶系统的安全性和可靠性。

根据UN/ECE R#79法规要求，所有配备车道保持辅助系统（LKAS）的车辆都必须具备检测驾驶员是否握住方向盘的能力。此外，工业和信息化部发布的《关于加强智能网联汽车生产企业及产品准入管理的意见》也强调，企业在生产具备组合驾驶辅助功能的汽车产品时，必须采用脱手检测等技术措施，以确保驾驶员持续执行相应的动态驾驶任务。

电容式离手检测技术因其能够直接检测驾驶员手是否触摸方向盘，以其高灵敏度和高可靠性，正逐渐成为实现离手检测的首选技术方案。

02、基本原理

配备电容式离手检测功能的方向盘内侧包裹有一层导电的感应垫。离手检测控制器的核心任务是检测感应垫与参考地之间的电容Cs。当驾驶员的手接触方向盘时，会改变感应垫的电荷分布，从而改变相应被检测电容的大小。控制器通过检测变化的电容值来判断驾驶员是否握住方向盘。

03、架构分类

方向盘离手检测方案主要有两种架构，依据感应垫的类型进行区分。第一种是分层垫架构。感应垫从内到外分为三层：加热层、屏蔽层和感应层。加热层用于方向盘加热；屏蔽层用于隔离加热层和感应层，防止加热层的电场对感应层产生干扰；感应层则用于离手检测，并可按区域划分，以判断手握方向盘的具体位置。

第二种是加热丝复用架构。带有方向盘加热功能的方向盘已经包裹了一层导电的加热垫，这层加热垫也可以兼作感应垫。当进行加热时，控制电路将加热丝连接到加热电路；进行离手检测时，控制电路则将加热丝连接到电容检测电路。通常加热时间占80-90%，而电容检测只需10-20%的时间，从而使一层垫子能够同时实现方向盘加热与离手检测功能。

04、方案挑战&产品优势

挑战一：感应垫的负载电容较大，许多方向盘的负载电容已达到nF级别，要求电容检测芯片具备较大的驱动能力。

CVM012系列芯片的电容检测范围最高可达4nF，是目前全球拥有最大负载电容检测范围的车规级触控MCU，且在大电容负载情况下仍能保持较高的检测信噪比，完美解决了离手检测大负载电容的问题。

挑战二：温度对电容检测的影响较大，特别是带加热功能的方向盘。一方面，温度变化会引起感应电容的变化；另一方面，检测芯片自身的温度变化也会影响检测精度。前者需要通过算法和控制电路解决，后者则要求芯片的电容检测技术具有低温漂特性。

CVM012系列芯片在电容检测端采用了自主研发的架构，具备卓越的温漂特性，能够在-40℃至105℃的温度范围内保持稳定的电容检测精度。

挑战三：由于感应垫的信号接收面积较大，车内电磁环境复杂，需要满足严格的EMC测试要求，且在电磁干扰的情况也能保持稳定工作。

CVM012系列芯片在EMC侧完成了系列优化，基于CVM012系列芯片的系统方案已通过了严苛的电磁兼容性测试。

挑战四：离手检测直接关系到驾驶安全，因此控制器和芯片必须达到功能安全B等级。

CVM012系列芯片是国内唯一一款通过ASIL-B功能安全认证的车规级电容触控MCU芯片。

挑战五：方向盘内部空间有限，且未来可能会同时集成触摸按键、方向盘加热功能，这就对芯片集成度提出了更高的要求。

CVM012系列芯片集成了高性能车规MCU和电容检测模块，是国内唯一能够实现离手检测单芯片解决方案的产品。

05、规格参数

车规级电容触控型MCU

曦华科技车规级电容触控型CVM012x系列MCU正式上市（简称TMCU）。作为国产首颗可以实现HoD应用的真车规级单芯片解决方案，该系列产品继承了已经批量量产的曦华CVM01平台，集成了ARM Cortex-M0+内核、大容量的Flash存储器、SRAM存储器和丰富的外设资源。同时，CVM012x系列车规MCU集成了高性能电容检测IP，采用曦华独创的专利电容检测技术，具备极高的电容检测精度，自互一体电容检测技术，最高支持4nF负载电容、30ch自容通道以及15 x 15ch互容通道，支持Active Shielding技术以更好的支持触摸防水性能。CVM012x系列支持多封装和多Flash配置，具有丰富的产品矩阵以满足客户的产品实际需求。产品满足可靠性AEC-Q100 Grade 2，可支持ISO 26262 ASIL-B功能安全标准的车规应用。

CVM012x系列产品开发板

突出的产品性能

产品性能：

• 高达80MHz的CPU工作主频

• 最高224KB的程序闪存(PFlash)

• 32KB的数据闪存(DFlash)

• 最高16KB的数据存储器(SRAM)

• 30 ch的自电容，15*15 ch的互电容

• 最高支持4nF负载电容检测

• 支持Active Shielding功能

• 支持CAN-FD(CAN 2.0)、SPI、LIN(UART)、I2C、ADC、PWM、MFT等特色应用；I2C支持高达1Mbit/s的通信速率

技术支持：

• 自主CVA CapSensor算法

• 软件适配灵活可靠

• 支持隔空手势/滑条/滚轮/长按/短按等操作模式

• 完整的开发套件：文档、SDK和开发工具

• 一站式服务：支持从方案导入，原理图设计，软件支持，可靠性测试，量产的全链条完整方案服务

车规级电容触控型MCU CVM012x系列产品系统框图

成熟的应用方案

当前座舱域控制器、中控娱乐、方向盘HoD、尾门脚踢感应器等交互方式中的触控按键、手势识别呈现出生物识别的智能化趋势，市场潜力巨大。CVM012x系列车规级电容触控型MCU提供LQFP48和QFN32两种封装，共8余款型号产品可供选择，更加满足智能座舱、智能驾驶的多种应用需求。

智能表面应用方案概览

车规级电容触控型MCU

曦华科技车规级电容触控型CVM012x系列MCU正式上市。作为国产首颗可以实现HoD应用的真车规级单芯片解决方案，该系列产品继承了已经批量量产的曦华CVM01平台，集成了ARM Cortex-M0+内核、大容量的Flash存储器、SRAM存储器和丰富的外设资源。同时，CVM012x系列车规MCU集成了高性能电容检测IP，采用曦华独创的专利电容检测技术，具备极高的电容检测精度，自互一体电容检测技术，最高支持2nF负载电容、30ch自容通道以及15 x 15ch互容通道，支持Active Shielding技术以更好的支持触摸防水性能。CVM012x系列支持多封装和多Flash配置，具有丰富的产品矩阵以满足客户的产品实际需求。产品满足可靠性AEC-Q100 Grade 2，可支持ISO 26262 ASIL-B功能安全标准的车规应用。

CVM012x系列产品开发板

突出的产品性能

产品性能：

• 高达80MHz的CPU工作主频

• 最高224KB的程序闪存(PFlash)

• 32KB的数据闪存(DFlash)

• 最高16KB的数据存储器(SRAM)

• 30 ch的自电容，15*15 ch的互电容

• 最高支持2nF负载电容检测

• 支持Active Shielding功能

• 支持CAN-FD(CAN 2.0)、SPI、LIN(UART)、I2C、ADC、PWM、MFT等特色应用；I2C支持高达1Mbit/s的通信速率

技术支持：

• 自主CVA CapSensor算法

• 软件适配灵活可靠

• 支持隔空手势/滑条/滚轮/长按/短按等操作模式

• 完整的开发套件：文档、SDK和开发工具

• 一站式服务：支持从方案导入，原理图设计，软件支持，可靠性测试，量产的全链条完整方案服务

车规级电容触控型MCU CVM012x系列产品系统框图

成熟的应用方案

当前座舱域控制器、中控娱乐、方向盘HoD、尾门脚踢感应器等交互方式中的触控按键、手势识别呈现出生物识别的智能化趋势，市场潜力巨大。CVM012x系列车规级电容触控型MCU提供LQFP48和QFN32两种封装，共8余款型号产品可供选择，更加满足智能座舱、智能驾驶的多种应用需求。

智能表面应用方案概览

近日，曦华科技与嵌入式系统编程调试与生产工具和服务厂商SEGGER共同宣布，SEGGER J-Link调试探头以及Flasher在线烧录器产品已全面支持曦华科技蓝鲸CVM011x及CVM014x系列车规MCU。

曦华科技作为国产高端MCU领域代表厂商，以通用性32位车规MCU为切入点，于2022年正式量产首款自研高性能车规级MCU——蓝鲸CVM014x系列，通过了ISO26262 ASIL-B产品认证，并且支持信息安全加密;在2023年Q1季度正式推出基于ARM Cortex M0+内核的车规级MCU新品CVM011x系列。产品一经推出受到了市场的广泛关注和好评，先后荣获国产汽车芯片联盟“最具创新性汽车芯片奖”、第十八届“中国芯”芯火新锐产品奖等荣誉。

曦华科技CTO白颂荣表示：“J-Link调试速度快、具有较高的稳定性和兼容性，可以让我们的客户更高效、更快捷的操作使用，大大提升了开发效率。非常期望能与SEGGER达成长期合作，这将有利于我们不断完善嵌入式软件开发调试平台，为客户提供更好的服务。”

SEGGER大中华区总经理陈国威（Lionheart）表示：“我们很高兴与曦华科技（CVA Innovation）合作。通过J-Link Prime, SEGGER确保全系列J-Link仿真调试器和Flasher烧写器为曦华科技所有CVM01系列MCU的调试和flash编程提供最佳性能。我们期待着在未来几年扩大与曦华科技的合作关系。”

近日，东软睿驰与曦华科技共同宣布，东软睿驰软件开发平台NeuSAR成功适配曦华蓝鲸CVM014x系列车规级MCU芯片，这一合作成果将为汽车行业带来更加高效、安全的软件开发与整车集成应用，为双方共同推广汽车电子芯片软件支持和打造汽车电子软件生态系统具有重要意义。

蓝鲸CVM014x Mcal 基于AutoSAR Classic Platform 4.2.2开发，完整支持微控制器驱动(Microcontroller Drivers), 存储器驱动(Memory Drivers),通信驱动(Communication Drviers)，I/O驱动(I/O Drivers)，并且提供部分常用CDD模块。

蓝鲸CVM014x Mcal 框架图

蓝鲸CVM014x系列车规级MCU芯片专为汽车电子嵌入式控制系统设计，具有高性能、高可靠性、功能强大的特点，目前已获得德国莱茵颁发的ISO26262 ASIL-D功能安全流程认证，以及国创中心颁发的ISO26262 ASIL-B功能安全产品认证，公司全系产品均通过AEC-Q100车规可靠性测试标准，并内嵌信息安全模块及加密引擎。

CVM014x系列采用先进车规工艺制程，基于ARM Cortex-M4F内核，外设资源及内存配置丰富，提供完整的集成开发环境工具链以及AUTOSAR MCAL开发支持，特别适用于汽车电子通用类控制，例如矩阵式前大灯，车身BCM，T-Box，智能座舱以及电机类应用等。

NeuSAR作为东软睿驰打造的面向下一代智能网联汽车的软件开发平台，是openVOC(Vehicle On Chip)软件架构的关键基础组件，其兼容最新版AUTOSAR标准，率先实现国内“AUTOSAR AP+CP+中间件”全栈软件平台产品量产落地，支持传统的ECU开发，同时又对基于openVOC开放技术框架下的域控制器开发提供丰富的基础软件、跨域中间件、应用框架及工具链。目前，NeuSAR广泛应用在新一代架构下的智能辅助驾驶、整车场景化智能、底盘动力、车身控制等系统，为下一代智能汽车实现更多个性化、智能化的应用提供底层软件支撑。

曦华科技十分重视汽车软件开发及数字科技的技术积累，近日已加入AUTOSAR联盟成为Development Partner会员。东软睿驰与曦华科技都非常看重AUTOSAR生态系统的构建，并于2021年签订了战略合作。凭借双方各自所在领域多年的经验及技术积累，形成在芯片+软件的技术适配合作，加快汽车软件的开发和集成速度，为客户提供更好的汽车MCU产品硬件和软件生态系统的技术支持；同时加强双方在商务上的合作，为整车制造商和汽车电子系统供应商提供完整先进的解决方案，助力本土汽车产业的可持续发展，构建更强大的汽车生态。