芯海科技

芯海科技(股票代码:688595)CS32F036Q是一款面向车身控制应用、符合AEC-Q100认证的车规MCU。

CS32F036Q内置32位Arm® Cortex®-M0内核、32KB Flash及4KB SRAM(支持硬件奇偶校验),集成12bit 1Msps ADC(有效精度≥10bit)、1%精度高速振荡器及POR/PDR/LVD等模拟单元,支持2.0V~5.5V宽电压供电及-45℃~105℃工作温度。

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本文将介绍基于CS32F036Q设计的三个车身域控制器应用案例。

应用案例一、车载激光粉尘传感器

一般来说,奔驰的汽车会造成扬尘及尾气污染,汽车的车流密度越大,污染就会越严重。而车载座舱的空气较为不流通,极易沉积尾气、粉尘、烟尘等空气污染物,从而对人们的健康造成恶劣影响。

随着人们更加追求健康、安全、舒适的车内呼吸环境,能够提供车内空气粉尘浓度高精准测量及净化的智能健康座舱,实现了从最初的中高端车型到更广阔的车型范围的覆盖,由此带来了车载激光粉尘传感器的需求快速增长。

激光粉尘传感器主要测量车内空气中的粉尘浓度值,具有测量精度高、响应快、抗干扰强、稳定性好等性能优势,帮助汽车打造智能安全的车内呼吸环境。

基于芯海科技CS32F036Q的车载激光粉尘传感器,通过驱动风扇,将空气中的粉尘带入激光束所在区域,控制激光照射粉尘产生散射,通过内置高精度ADC采集光敏管输出的模拟量,经过CS32F036Q计算后,获得粉尘浓度值,最后通过USART/PWM输出最终的测量数据结果。应用框图如下:

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基于CS32F036Q的车载激光粉尘传感器应用框图

应用案例二、倒车雷达超声波测距模块

倒车雷达作为常见的泊车安全辅助设备,通过超声波传感器测量与周围物体的距离,并通过音频进行距离提示,以保证驾驶安全。

测距功能是倒车雷达的核心功能,一般采用超声波测距方案。驱动超声波传感器发射超声波,当Time_TX发出的超声波信号(信号频率常用40KHz)经过障碍物发生反射,反射回来的超声波信号在在Time_RX被超声波接收器接收,经过放大滤波及整形后变成RX信号的图像。从而基于TX和RX的时间差及超声波在空气中的传播速度(约340m/s),即可计算出超声波信号传播距【D=340*(Time_TX - TimeRX)/2】,最后计算出汽车与障碍物之间的距离。

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基于CS32F036Q的到倒车雷达超声波测距模块,通过芯片内置的PWM模块产生40KHz的超声波激励信号。超声波反弹的信号经过放大调理电路接到CS32F036Q的捕获口。由于超声波在不同温度下的传播速度不同,CS32F036Q可通过内置ADC采样温度对超声波的传播速度进行校正,从而提升测量精度,并将测量数据通过LIN口进行上报。应用框图如下:

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基于CS32F036Q的超声波测距模块的应用框图

应用案例三、车窗控制器

随着现代汽车电子技术的进步,汽车的传统零部件及总成向着机电一体化、智能化发展。车窗控制器作为与司机交互最频繁的车身域ECU之一,通过减速器将直流电机速度降低同时增加扭矩来开关车窗,集成安全算法以实现车窗防夹功能,提高汽车的便捷和舒适感,满足汽车的安全性要求。

基于CS32F036Q的车窗控制器应用使用PWM外接驱动器,通过改变PWM信号的占空比,控制电机的转速和转向、以及电机的加速度和减速度,从而控制电机的正转反转,实现车窗升降控制。

在防夹手的安全控制方面,使用CS32F036Q的ADC采样电机工作电流,可通过算法识别防夹手的安全控制。同时,通过GPIO外接霍尔传感器,检测车窗的位置及运动速度,从而实现车窗的到位检测。应用框图如下:

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基于CS32F036Q的车窗控制器应用框图

随着汽车“三化”(电动化、网联化、智能化)的持续升级,车规MCU芯片在汽车电子芯片的整体占比约为33%,其单车的MCU需求用量可超过数百颗,国产化MCU方案需求强烈。

对此,芯海科技汽车电子产品线仍将持续加强汽车电子MCU系列化、产品研发平台化及车规质量体系建设。围绕智慧座舱、人机交互、车载PD快充、电池管理、车身控制、驾驶安全等应用场景,实现系列化汽车MCU的芯片研发和市场开拓。

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来源:芯海科技

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2月21日,芯海科技(股票代码:688595)旗下快充芯片CPW3101成功获得“融合快速充电功能认证证书”,成为业界率先通过认证的UFCS充电协议芯片。

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CPW3101 UFCS证书

CPW3101集成双向UFCS协议、可实现双向电源应用场景,满足多种终端产品的设计需求。该芯片集成高性能MCU内核,最高运行频率24MHz,内置32Kbytes Flash,2Kbytes SRAM,拥有UART、I2C、定时器等丰富外设,具备高整合度、高抗干扰、高可靠性的产品特性。工作温度范围-40℃-85℃,工作电压范围 2.2V-5.5V,可提供多种低功耗运行模式。

CPW3101具备“一芯双向”能力,能够满足智能手机、笔记本电脑、移动电源等“充电+放电”等双向电源应用场景需要。

什么是UFCS?

2021年5月28日,由信通院、华为、OPPO、vivo、小米牵头,联合多家终端、芯片企业和产业界伙伴,联合发起成立UFCS(Universal Fast Charging Specification)融合快充规范全称《移动终端融合快速充电技术规范》,是我国首个快充技术标准。

UFCS融合快充协议的推出,旨在解决互配快充不兼容问题,为终端使用者创造快速、安全、兼容的充电使用环境,长远看有利于提升中国大陆产业在快充协议领域的话语权。

芯海科技作为国内最早一批深耕PD快充领域的芯片设计企业,是UFCS融合快充协议的重要参与制定者。

芯海科技的UFCS产品布局

目前,芯海科技已相继发布了四款支持UFCS融合快充协议的产品。除了此次获得认证的CPW3101,分别为面向笔记本&显示器应用的CS32G051、面向充电器应用的CPW3301、面向电源配件应用的CSU3AF10。

CS32G051:支持智能双区备份、实现单芯片支持双Type C独立接口、集成UFCS、PD3.1等众多快充协议。该芯片内置256Kbytes Flash、12Kbytes SRAM,可配置在充电端(DFP)、受电端(UFP)、双角色端(DRP)等场景,满足笔记本电脑、显示器等终端产品的快充、投屏、数据传输的全功能实现。

CPW3301:高性能、高集成度的USB Type C电力传输控制器,可用于USB A和Type C双端口输出的快充协议IC。产品拥有高性能MCU内核,内置32Kbytes Flash、2Kbytes SRAM,集成恒压、恒流、恒温控制环路,以及高精度的电流采样和电荷泵电路。支持 UFCS、USB PD3.1、PPS、QC4.0+等众多快充协议。

该产品集成度非常高,外围十分精简,支持30V耐压,可用于28V输出应用,预留两个NTC接口,可用于检测板材温度和端口温度,支持二次开发。此外,采用QFN24封装工艺,可高效减少PCB板面积,给产品设计带来更好的适配。

CSU3AF10,支持USB Type C和PD3.0快充协议。产品具备8位RISC内核,内置32Kbytes×16位Flash、2Kbytes SRAM,支持两路独立的Type C端口。支持UFCS、USB PD3.1、QC4、SCP、FCP及三星AFC等多种快充协议。该芯片提供QFN28/QFN24封装,支持外接NTC过热检测,适用于快充电源应用场景。

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结语

芯海科技在2015年正式推出PD协议芯片,是国内首批推出PD MCU的芯片原厂。公司持续深耕PD市场,积累了完善的产品开发生态,在产品检测、控制精度、协议兼容、认证速度、OTA升级及差异化功能开发等方面具有显著优势。

公司PD产品能够提供全方位的快充协议支持,能够通过一颗芯片完成充放电、投屏、数据传输等功能,帮助终端客户简化产品设计的同时增加产品卖点。目前,芯海PD产品已广泛应用于业内知名品牌的笔记本、PC Host、便携显示屏、HUB、Dock、移动电源、储能电源、充电器、适配器、音频转接等终端产品当中。

芯海科技将继续发挥 “高性能ADC+高可靠性MCU”双平台的技术领先优势,与终端品牌客户携手共同壮大电源管理产业生态。

来源:芯海科技

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近日,芯海科技(股票代码:688595)旗下BLE5.0芯片CST92F30通过OpenHarmony 3.0.1 LTS测评,获授OpenHarmony 生态产品兼容性证书。这是继公司健康测量【PPG AFE】CS1262及无线连接【WI-FI6】CST85F01之后,再添一款通过适配OpenHarmony生态的【BLE5.0】芯片。

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芯海科技CST92F30是一款获得SIG(蓝牙技术联盟)的BQB认证,面向物联网市场而开发的高集成度、超低功耗的BLE5.0 SoC芯片,是芯海科技“无线连接”BLE系列产品的重要布局。

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芯海BLE产品线布局

CST92F30此次通过OpenHarmony 生态产品兼容认证,持续推动和实现芯海BLE系列产品,为终端客户提供更丰富的产品生态和更有价值的接入服务。

OpenHarmony生态构建

随着“开源”被列入国家“十四五”规划纲要,支持以OpenHarmony为代表的具有核心技术的开源社区、开源平台、开源项目、开源产品生态建设,获得更多的政策扶持。

据媒体公开报道,深圳加快打造全球“鸿蒙欧拉生态之城”,计划在深化应用牵引方面,促进鸿蒙产品走进千家万户,将基于开源鸿蒙的汽车,手机、电脑耳机等消费电子产品,以及电视机、空调、冰箱等家用电器,纳入深圳消费促进政策给予补贴等。

福州针对首次认证并取得鸿蒙智联认证证书或OpenHarmony生态产品兼容性证书的每个产品一次性奖励6万元,成为鸿蒙智联生态解决方案合作伙伴,最高可奖励200万元。

东莞计划成立“鸿蒙智联适配中心”,帮助企业提升鸿蒙产品的上市速度。

OpenHarmony的目标是面向全场景、全连接、全智能时代,基于开源的方式,致力于为千行百业搭建一个智能终端操作系统的数字底座,促进万物互联产业的繁荣发展,在消费电子、智能家居、教育、工业等众多行业领域全面落地。

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CST92F30通过OpenHarmony 生态产品兼容认证,能够帮助终端品牌厂商更快地完成终端产品的OpenHarmony认证,并提供交钥匙接入服务。

CST92F30的产品特性

自上世纪90年代迄今,蓝牙(Bluetooth®)经历五次技术版本迭代。BLE5.0在上一代蓝牙4.2低功耗特性的基础上,提升4倍传输距离、2倍传输速度及8倍广播数据传输量,实现更长距离、更快速度、更高数据容量的无线传输,成为最适合物联网发展的通信技术应用。

CST92F30基于BLE5.0协议栈,蓝牙接收(Rx)灵敏度最大值可达到-97dbm@BLE 1Mbps,最大发射功率(Tx)达到10dbm,能够在恶劣的通信环境中保持超强可靠性的信号稳定性。且在传输速度上,最快可达2Mbps,支持长包通信拓展,满足长距离范围的高效连接。

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CST92F30芯片资源

CST92F30作为一款成熟的BLE5.0芯片,在产品特性上,基于ARM Cortex-M0内核,最高支持48Mhz运行主频,内置512KB Flash、138KB SRAM,集成2*UART、2*SPI、1*I2C、6*PWM、6*12位ADC、4*DMA、20个GPIO的丰富外设,能够满足工业级-40°C至105°C的工作温度。

除此之外,CST92F30针对客户终端产品的二次开发,提供从系统开发、量产烧录及OTA固件更新,提供系列化、丰富完整的协议生成软件、仿真、RF测试、功能测试、烧录等SDK配套工具包,助力开发工程师大幅缩短开发及量产时间,加快产品上市周期。

当前,CST92F30已经在消费电子产品、智能穿戴、智能家居、工业物联网等的终端产品应用中,获得众多品牌标杆客户的批量应用,产品性能、可靠性及开发生态均得到了市场的充分验证。

结语

芯海科技BLE系列产品作为OpenHarmony的无线连接技术基座,无论在手机、智能手表、TWS、鼠标键盘、家居家电等消费物联网领域,还是在智能照明、智慧楼宇、医疗健康等工业物联网领域,都有着广泛应用前景。

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面向未来,芯海科技仍将作为开放原子开源基金会白银捐赠人(OpenHarmony B类捐赠人),深度参与OpenHarmony生态产品建设,成为终端品牌客户与 OpenHarmony之间的沟通桥梁,助力广东、福建、浙江等广大区域产业带客户,实现终端产品智能化的鸿蒙生态接入与升级服务。

来源:芯海科技

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电机(Electric machinery,俗称“马达”)是依据电磁感应定律,实现电能转换或传递的一种电磁装置,其主要作用是产生驱动转矩,为用电器或各类机械提供动力。

电机作为工业世界的动力之源,几乎用于所有电子设备。据不完全统计,全球电力消耗的50%来自电机,尤其是工业用电中,约60%的电力被电机消耗。

电机种类繁多,应用纷繁复杂。电机与人们生活息息相关,广泛应用到吹风机、扫地机、吸尘器、冰箱、空调、洗衣机等大小家电,以及电动自行车、电动滑板、平衡车等骑行车辆。同时覆盖发电、制造和运输等工业领域,包括泵、机床、压缩机等应用场景。而在车用电机领域,从电动车窗、天窗、后备箱,到水泵、油泵、HVAC,EV主电机,电机都发挥着重要作用。

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作为动力源,电机的工作环境非常恶劣,常常需要经受热应力、机械应力、电流偏差、环境变化、自然老化等因素侵蚀而造成故障,严重甚至影响安全使用。因此,为了提升电机的性能和使用安全、延长使用寿命,人们需要不断提高对电机控制芯片的性能和品质要求。

长期以来,国内电机控制芯片市场由欧美国际大厂主导,国内企业起步较晚,市占率较低。近年来,随着国产MCU不断崛起,众多国产厂商快速成长,在电机驱动控制芯片细分领域的技术积累已颇具竞争优势。

芯海科技(股票代码:688595)作为一家专注模拟IC的半导体设计公司,凭藉“高性能ADC+高可靠性MCU”双平台驱动,持续深耕智能家居、高端消费电子、工业控制、汽车电子等应用领域,为通用市场及垂直细分应用市场提供独具竞争力的产品和解决方案。

当前,随着芯海在电机驱动控制领域的技术研发积累,持续推出基于32位MCU的电机控制应用方案,在精度、可靠性、集成度等关键技术指标上媲美业界一流厂商,且为客户提供稳定供货及本土化服务。

以下将分享几个典型的芯海科技电机控制的应用方案。

应用一、车载水泵

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随着新能源汽车的蓬勃发展,采用车载电子水泵成为大势所趋。车载电子水泵通过带有电子控制驱动单元的水泵,为汽车发动机冷却系统提供智能调节散热功能,满足车辆在任何工况下的温度需求和工作性能。

一般来说,车载电子水泵的控制应用要在具备控制水泵开关、流量控制、压力控制、运转保护等功能集成上,满足汽车的高集成设计、超长续航的稳定性需求。

芯海科技CS32F036Q是一款车规级高可靠性的32位MCU,采用Arm® Cortex®-M0内核,工作频率48MHz,集成多达32K字节Flash和4K字节SRAM,一个I2C/SPI、两个USART(支持Software LIN)、专为电机控制设计的12位高速ADC和增强型定时器、六个16位通用定时器、一个32位定时器、最多支持17路PWM输出。

CS32F036Q通过AEC-Q100认证,满足车规级产品工作环境恶劣的要求,可实现单电阻无传感器FOC控制,同时提供整套FOC控制算法支持,帮助客户快速实现方案开发、产品量产。

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CS32F036Q车载水泵系统框图

CS32F036Q的产品特点:

  • 更宽的工作温度(-40~105℃)

  • 更宽的工作电压2.0~5.5V

  • 12bit 1M SPS采样频率的高速、高精度ADC,有效精度≥10bit

  • ADC工作范围:2.4~5.5V,-40~105℃

  • ±1%精度的低温漂时钟

  • 低漂移基准电压及±2℃的温度传感器

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CS32F036Q系统框图

应用二、电动自行车

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近年来,随着“新国标”的落地,双轮电动车在智能化、强性能、安全性等方面不断演进,带动了新一轮的换车高峰。电动车控制器作为双轮电动车的核心部件,迎来新的增长。

芯海科技32位MCU CS32F031与CS32F103,作为电动车控制器的主控MCU芯片,很好地满足了双轮电动车、电动三轮、共享电单车的高温宽、高耐潮的应用环境,以及PWM、ADC等高可靠性的功能要求。

CS32F031采用Arm® Cortex®-M0内核,主频高达48MHz,内置1个功能丰富的高级定时器、1个10通道1Msps采样率的高精度ADC、6个16-bit定时器(支持霍尔捕获)。CS32F031采用5V供电,抗干扰能力强,成本更优。

CS32F103采用ARM-Cortex M3内核,主频高达72MHz, 支持单周期乘法和多周期硬件除法运算, 内置1个功能丰富的高级定时器、2个共计16通道1Msps采样率的高精度ADC、3个16-bit定时器(支持霍尔捕获),支持7通道DMA传输,提供LQFP48/64/100等主流封装形态。

CS32F031与CS32F103两款产品均可满足有感FOC控制的所有需求。

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芯海科技CS32F031电动自行车系统框图

CS32F031的产品特点:

  • 最高48MHz工作频率

  • 32K/64 Kbytes的flash 存储器, 192B Flash 数据存储, 4K/8Kbytes的SRAM,带硬件奇偶校验

  • VDD 电压: 2.0 to 5.5V

  • 内部8MHz/14MHz RC高速振荡器,典型情况下1%精度,内嵌PLL

  • 1路16bit高级控制定时器(TIM1),每路有6个带死区控制的PWM输出通道

  • 5个16位通用定时器,支持脉冲宽度测量和PWM波生成

  • 1路12-Bit高精度ADC,采样率高达1Msps,10个输入通道

  • 2个 USART, 支持: ISO7816接口, LIN主从功能, IrDA传输编解码; 2个I2C; 2个SPI

  • 多达39个GPIO


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CS32F031系统框图

应用三、变频冰箱

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近年来,随着国家能耗标准的不断提高,高能效变频家电成为主流应用。变频冰箱作为大白电的旗舰应用,其市场占比不断提升。随着变频控制技术的持续发展,高性价比的32位MCU芯片作为变频冰箱的核心控制器件,其市场渗透率也随之稳步上升。

芯海科技CS32F030系列MCU,可实现单电阻无传感器FOC控制,同时提供整套FOC控制算法支持,帮助客户快速实现方案开发、产品量产。该系列提供LQFP32封装,可大大提供产品良率。

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CS32F030变频冰箱系统框图

芯海科技基于CS32F030K6T6设计的变频冰箱应用方案具备如下特性:

  • 单电阻无感矢量控制

  • 驱动算法成熟,电机适配性强,匹配过主流压缩机平台(东贝、加西贝拉、恩布拉科)

  • 启动算法成功率100%

  • 支持过流、过压、缺相、堵转等保护,延长产品使用寿命

  • 高级控制算法支持:谐波抑制、转矩补偿等

应用四、变频高速风筒

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变频高速风筒以转矩脉动小、效率高、噪声小、动态响应快而受到市场的广泛认可。

面对新的市场趋势,芯海科技推出高达12万转的高速风筒应用方案。方案采用Arm® Cortex®-M3内核的MCU主控芯片CS32F103,搭配芯海自研的智能IPM模块CSPM405。在软件方面,采用无传感器FOC矢量控制,搭配公司最新电机控制算法,可实现速度扭矩双闭环控制。

基于芯海科技“CS32F103+CSPM405+最新算法”的高速风筒方案具备如下特征:

  • 三电阻无感FOC控制

  • 最高转速12万转

  • 支持速度转矩双闭环控制

  • 支持过流,过压,短路保护

  • 良好的EMI/EMC性能

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芯海科技CS32F103高速风筒系统框图

CS32F103的产品特点:

  • 最高72MHz工作频率

  • 支持单周期乘法和硬件除法

  • 64K/128KBytes的Flash存储器,20KBytes的SRAM

  • 内部8MHz RC高速振荡器,内部40kHzRC低速振荡器,支持4~16MHz晶体振荡器

  • 锁相环(PLL),最高支持72MHz

  • 3个16位定时器,每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入

  • 1个16位带死区控制和紧急刹车,用于电机控制的PWM高级控制定时器

  • 2路12-Bit高精度ADC,采样率高达1Msps,16个输入通道

  • 7通道DMA控制器, 支持的外设包括:SPIx,I2Cx,USARTx,TIMx,ADC

  • 3个USART,2个I2C接口,2个SPI接口,1个CAN 2.0B接口,1个USB2.0接口

  • 丰富的GPIO(LQFP48:37个,LQFP64:51个,LQFP100: 80个)

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CS32F103系统框图

目前,芯海科技“电机控制及驱动应用”仍在持续丰富和完善。相关产品及应用方案,敬请关注公司官网“应用方案—电机控制及驱动”模块,期待为终端客户带来更有价值的产品和服务(点击此处可直接跳转)。

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来源:芯海科技

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1月9日,OpenAtom OpenHarmony生态使能签约仪式在深圳成功召开。在开放原子开源基金会的指导下,芯海科技(股票代码:688595)与华为签署OpenHarmony生态使能合作协议,共同推动OpenHarmony生态的繁荣与发展。

OpenHarmony是由开放原子开源基金会(OpenAtom Foundation)孵化及运营的开源项目,目标是面向全场景、全连接、全智能时代、基于开源的方式,搭建一个智能终端设备操作系统的框架和平台,促进万物互联产业的繁荣发展。

开放原子开源基金会秘书长冯冠霖表示,OpenHarmony作为产业界共同建设、维护的重要开源项目,凝聚了各成员单位、共建伙伴、生态参与方积极创新的成果,也承载了大家对下一代操作系统发展以及未来产业变革的期待。

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芯海科技副总裁郭争永参加签约仪式

懂市场需求、懂技术、更懂OpenHarmony 的芯海科技,作为终端品牌客户与 OpenHarmony之间的沟通桥梁,基于浙江、福建、广东等区域产业带客户的产品智能化升级需求,提供从芯片、算法、蓝牙模组到 APP、云平台的整体解决方案,减少产业带客户的产品开发和不同操作系统的迁移成本,从而带来更高的品牌价值。

2022年,OpenHarmony进入推动全面商用的关键阶段。基于OpenHarmony 3.1系统底座,芯海科技作为开放原子开源基金会白银捐赠人(OpenHarmony B类捐赠人),充分发挥自身集“感知、计算、控制、连接”于一体的全信号链芯片研发优势,发布与系统适配的健康测量CS1262【PPG AFE】及无线连接CSM85F01【Wi-Fi6】模组新品,助力更多品牌客户接OpenHarmony生态。

芯海科技CS1262是一款光电血管容积图(PPG)高端模拟前端(AFE)产品,也是第一款在技术上适配OpenHarmony生态的“健康测量”传感器芯片。该芯片基于OpenHarmony系统环境下,为终端品牌产品提供全栈解决方案,可用于心率、血氧、血压等健康指标的采集与分析。CS1262 产品实测的关键性能指标达到业界一流水平,可与主流 AFE设计兼容,能够为客户提供高配置、高精度测量、超强抗干扰、低功耗、全肤色支持、高可靠及易用性等七大核心价值。未来还将与公司的 BIA、ECG 等健康测量产品,共同构建平台型产品建设。

芯海科技CSM85F01基于丰富的系统和外设资源,提供Wi-Fi、BT&BLE的连接能力和图形以及语音的人机交互能力的产品。该产品搭载适配OpenHarmony 3.1系统,主要用于IoT终端品牌产品的生态解决方案,丰富了产品的用户体验。

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此次签约,覆盖金融、教育、交通、能源、政务、安平、制造、卫生、广电、电信等行业24家伙伴企业,为加速OpenHarmony生态发展又迈出了坚实的一步,随着越来越多产业链伙伴的加入,OpenHarmony生态将会越来越繁荣,使能千行百业的数字底座将更加坚实,万物互联产业将更加可期。

来源:芯海科技

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1月7日,由广州市人民政府、中国国际贸易促进委员会汽车行业分会、中国对外贸易中心、中国电子信息产业发展研究院主办,广州市工业和信息化局、汽车电子产业联盟承办的“2023智能网联汽车技术大会”系列活动在广州举办。

芯海科技(股票代码:688595)汽车电子MCU产品市场负责人杨乐受邀参加大会“汽车芯片核心技术与供应链建设”专题会议,并发表《车载PD技术助力智能网联汽车发展》专题报告。

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杨乐首先介绍了公司车规产品战略布局。他提到芯海科技作为国内少有的“模拟信号链+高性能MCU”双平台公司,围绕“感知、计算、控制、连接”的全信号链平台,布局汽车智慧座舱、人机交互、车载PD快充、电池管理BMS、车身控制、驾驶安全等应用场景。

本场活动中,杨乐重点讲解了芯海科技车载PD快充产品的技术优势与应用方案。

如今,人们的生活离不开便携式智能设备。汽车作为重要的“移动生活空间”,为同时多个智能设备提供更加安全、便捷的充电服务,且实现与车载多媒体设备的互联互通,是人们追求美好生活的刚需。

当前,常规的车载USB充电场景有车载音响播放器接口(主要功能是插入U盘传输数据)、部分汽车后座的车载USB充电接口,以及可以适配点烟器插口的车载充电器设备等。

由于汽车的输出电压和电流与智能手机等设备不同,如果采用性能不匹配的充电器件和设备,小则影响智能手机等设备的电池性能,严重则会可能造成汽车安全隐患。这也要求车规快充芯片要满足大功率、多协议、多接口等应用场景的高安全、高性能集成的需求。

01、芯海车载快充产品概要

芯海科技CS32G020Q作为一款32位车规级充电协议芯片,具有“智能功率匹配、支持PD+多协议快充、支持双通道独立接口、性能安全可靠”的技术特点,满足AEC-Q100 Grade2标准,能够适用于汽车主驾驶应用、扶手箱应用、座椅应用场景下的充放电、投屏、数据传输等应用需求。

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CS32G020Q产品框图

CS32G020Q的技术指标:

●USB PD控制器

 ➢符合USB PD3.1标准,支持PPS功能

 ➢支持被配置为DFP

 ➢集成2个独立PD模块,可支持两个全功能PD

●符合USB Type-C规范

 ➢集成2组CC口(CC1_A/CC2_A,CC1_B/CC2_B)

 ➢线缆链接和方案检测

 ➢支持900mA、1.5A或3A广播

 ➢集成VCONN MOSFETs

 ➢CC口支持25V耐压

●其他快充协议

 ➢QC2.0、QC3.0、QC4+

 ➢FCP、SCP、SSCP、AFC

 ➢VOOC1.0、VOOC 4.0

 ➢BC1.2、Apple Mode

●MCU资源丰富

 ➢8K SRAM,64K Flash(4KB启动代码空间 (LDROM))

 ➢1组I2C,支持主/从

 ➢3个16-bit 定时器

 ➢12Bit ADC,11Bit DAC

 ➢27个GPIO

02、CS32G020Q车载充电应用方案

CS32G020Q支持双路独立快充Type-C接口和USB PD功能,还可扩展支持快充Type-A接口,满足多口共用可支持快充,集成E-mark检测电路,支持60W以上功率,支持PD3.1 140W功率,轻松实现车载快充双Type-C口的应用方案。

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CS32G020Q双Type-C口独立快充应用方案

CS32G020Q集成库仑计算法,精准显示电量。在协议兼容方面,支持PD3.0、PPS、QC4+、华为SCP、三星AFC等,主流&小众机型都可快充,支持固件刷机升级,可随时更新快充协议以兼容下一代设备,并可根据需求变化升级性能及使用体验,实现智能功率分配,支持双C互斥功能,支持快充快放,可根据客户需求提供平台化开发。

除此之外,CS32G020Q还将提供支持Alternate mode Disaplay port IN的车载PD充电器及数据传输显示应用方案。

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CS32G020Q车载PD充电及显示模式应用方案

03、CS32G020Q的产品认证

芯海科技作为国内首批通过PD认证的芯片设计企业,CS32G020Q凭借公司在PD MCU领域的多年技术积累,其充电和放电性能均通过验证测试,是目前国内少有的通过了USB IF协会PD3.0双向认证的芯片。

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同时,CS32G020Q凭藉国际一流的技术指标,最终获得AEC-Q100 Grade2认证。

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04、CS32G020Q开发生态

在产品开发生态方面,CS32G020Q提供Smart PD图形开发工具,实现芯海标准方案一键配置:支持PD3.0协议配置(PDO信息,VDM信息,多种协议组合),支持方案系统参数配置(温度保护,过流值,电池信息,显示模式)无需开发软件,降低方案开发投入。

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配合CS32G020Q的Smart PD开发板,提供一整套底层SDK驱动,满足客户的快速开发需求,并对产品功能、性能进⾏评估和验证。

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05、结语

目前,除了车载PD快充芯片CS32G020Q之外,芯海科技旗下通过AEC-Q100车规认证的产品还有车规MCU芯片CS32F036Q、车规人机交互压力触控芯片CSA37F62等产品。

杨乐介绍,芯海科技压感、快充、MCU等系列车规产品除了具备高性能模拟外设,同时针对相应的应用需求,具有更高的集成度和更好的灵活性,能够更好的满足汽车智能化和电动化的要求,是公司在模拟信号链和MCU领域核心技术的长期沉淀和积累的结果。

车规级芯片对产品安全性、可靠性和一致性的需求极为严苛。对此,芯海科技与TÜV莱茵、SGS等国际权威认证机构达成战略合作,围绕芯片设计、工艺、供应链、质量、体系建设等流程,正在大力推进 IATF 16949、ISO26262 ASIL-D 功能安全体系认证,持续健全汽车电子产品的研发与质量建设体系。

面向未来,芯海科技聚焦汽车产业“电动化、智能化、网联化、共享化”的发展趋势,紧紧把握国产替代的机遇,努力推出更契合本土汽车市场和客户的应用需求的创新产品,助力我国汽车电子供应链的自主可控和稳定安全。

来源:芯海科技

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新冠疫情已经肆虐3年,随着12月7日国家“新十条”防疫政策的发布,动态清零时代已成过去, 在各地防疫全面放开的情况下,各地新冠阳性人员激增,尤其出现了一些危重病例,这些危重病例与人体的一个关键指标有关,那就是血氧饱和度!

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血氧饱和度是评价新型冠状病毒感染者是否出现低氧血症,或者是呼吸衰竭非常重要的一个指标,往往也提示患者是否为重症或者是危重症。新型冠状病毒肺炎患者血氧饱和度一般是在90-100%,但是如果是危重症的患者,血氧饱和度可能会低于90%!
随着“沉默性缺氧”概念进入大众视野,用于检测血氧饱和度、判定新冠重症与否的家用医疗监测工具——血氧仪的关注度持续提升。血氧仪和额温枪一样,未来都会成为居民健康生活必备利器,今天,我们分享一下本土健康产业领军企业芯海科技在血氧仪领域的布局,其实早在2020年新冠爆发之初,芯海科技就凭借高精度ADC和MCU产品推出了高精准高可靠性额温枪,血氧仪产品,如今,芯海科技根据用户需求,在血氧仪产品领域深度布局,推出了全系列方案。

血氧仪工作原理

在人体正常血液中存在四种血红蛋白:氧合血红蛋白(HbO2)、还原血红蛋白(Hb)、碳氧血红蛋白(CoHb)、高铁血红蛋白(MetHb)。其中还原血红蛋白与氧气做可逆性结合,碳氧血红蛋白、高铁血红蛋白与氧气不结合。血氧饱和度指的是血液中氧合血红蛋白容量占可结合氧气的血红蛋白容量的百分比。

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图1 PPG测量SpO2示意图

如图1所示Hb和HbO2这 两种血红蛋白对红光和红外光的吸收特性表现不一样。通过获取红光和红外的PPG信号,根据Lambert-Beer定律,结合图2的血红蛋白含量和吸光系数以及PPG信号AC和DC成分的关系求解方程,可以得到SpO2的值。

3.png图2 SpO2计算公式

从脉搏血氧SpO2的原理可以知道,要准确计算SpO2的值,关键是获取准确的PPG信号,也就是准确的IAC和IDC。

血氧探头是由两只发光管和一只电光管组成。其中一只发光管发出波长为660nm的可见红光,另外一只发光管发出波长为920nm~950nm之间的不可见红外光。按照所使用的传感器采样方式的不同,可以分为透射式和反射式两种。

4.png因为氧合血红蛋白和还原血红蛋白在可见光和接近红外线的频谱范围内具有不同的吸收特性。还原血红蛋白吸收较多的红色频率光线,吸收较少的红外频率光线;而氧合血红蛋白吸收较少的红色频率光线,吸收较多的红外频率光线。利用红光和红外交替照射手指,接收端的光电二极管会产生一个跟随脉搏变化的微弱光电流,把光电流转换、滤波、放大后得到脉搏波形,根据波峰间距得到脉搏频率,根据红光和红外的光电流比例得出血氧饱和度。

国家有关部门印发的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》中指出,当指氧饱和度(从手指上测量的血氧饱和度)低于93%(健康者在98%左右)即为重症患者,需及时就医。因此,家中常备实时检测血氧状况的指夹式血氧仪,有助于人们科学防疫。

血氧基本概念:

95%以上--正常

93%以下--就医(按照第九版诊疗方案,低于93%属于新冠重症,需尽快送医院)

88%以下--重症(按照急诊氧疗专家共识,低于88%属于重症)

80%以下--危症

血氧是至关重要的指标,家中如果老人有有症状,则需要每1-2小时测量一次,低于95%:重复测量,连续多测,低于93%则需要吸氧送医,千万不要因为血氧测量不准耽误病情,由此可见,血氧的精准测量是非常重要的!

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一般血氧仪分指夹式和穿戴式,指夹式是通过指端进行测量,穿戴式则通过人体佩戴的穿戴产品如手表手环等进行测量,原理相同。

血氧仪测量挑战

血氧仪的工作原理比较简单,典型的功能框图如下,主要由光源部分、ADC/DAC、MCU、显示部分和电源部分组成。

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虽然血氧仪电路功能简单,但是要获得高精度的测量结果挑战却很多,“指夹式血氧仪确实是一个比较成熟的产品,但在新冠疫情前,如何把血氧浓度测得更准,如何在低弱灌注度下测量,是之前大家比较少关注的。新冠疫情流行后,如何在低弱灌注度下以及针对深色皮肤如何测得准,都需要高精度芯片去适配、去优化算法,才能测得更准确。”据芯海科技模拟产品线总工何彪胜介绍,“以前指夹式血氧仪很少用在家用,出现病症后都是去医院,直接使用医疗监护仪级别的设备检测我们身体的血氧浓度。在客户合作中客户会特别关注在弱灌注度下测量的准确性,客户希望PN值能做到0.1、0.2、0.3这样的血氧测量精确度,另外在血氧仪进入家庭后,很多测量因素也会导致精度问题如指甲的颜色,夹具的松紧等等。”

他表示血氧测量的方式有夹手指、戴手臂的智能手表、戴在手指上的智能戒指,指尖是信号最强的,最好测。手表和戒指哪怕芯片再强,准确度做到80%都比较难,指夹式可以做大95%以上的准确度。但即使是准确度较高的指夹式测量也受到诸多客观因素的影响,比如人的皮肤有薄有厚,肤色有深有浅,以及低血压的用户手指可能很瘦,没有肉,以及老人心跳比较低、皮肤比较干燥,身上脂肪不多,这些情况下灌注度非常低,信号会比较难测。
“疫情前几年血氧仪卖的都是海外,白牌卖的多,白牌的话正常人能测就卖出去了,异常人测不了他不管,因为国外没有卡标准。国内不一样,国内目前卖的都是医疗品牌的标准,必须要遵循医疗标准,医疗标准有一个点就是灌注度,必须要达到0.3。注册的时候可以不用写到注册证上,它是默认医疗标准,就是这么多而且是血氧从70段到90段全范围要求。”他表示。“那么这个灌注度指标是怎么去反映呢?光通过手指透射过去之后还剩下多少,可以理解成一个透射率,就是说我的信号传过去衰减了多少,手指黑的、没有肉的、没有什么血液的传过去基本都被吸收了,交流信号、脉搏信号就非常小。针对老人、儿童、患有一些常规病(比如血压)这些人群,这项指标就会比较重要。正常人PI可能是3~10之间,但是正常人手变凉后,比如在北方手可能是冰凉的,或者用冷水洗了手,手变冰了,那么PI灌注度可能就掉到0.3左右去了。这里面的技术0.3、0.2、0.1、0.05,每上升0.1或者上升0.005都是非常极限的突破。”

“关于血氧、脉率还是灌注度这三个指标,虽然有全球公认的Fluke模拟仪,但机器是固定信号,人是流动信号,实际测量时候有很多变数,测量结果跟芯片、算法、电路、噪声、干扰、结构的遮光性.等等因素都有关系,需要通过软硬件方式去修正和补偿。”他表示。“例如涂指甲油会影响光的强度,相当于灌注度变低了(比如前面提到的有的手指粗有的细有的肉多有肉少等),这就需要通过手指的实际状态去调节发光的强度来提升精度。”

芯海科技血氧仪方案的优势

他将芯海科技的血氧仪方案概括为:

1. 高性能:采用CS32F030+CSU18M92组成,其中CS32F030作为mcu跑算法,CSU18M92采用24位高精度ADC对血氧信号进行采集,同时自带恒流源用于控制红光和红外光发射,能够在灌注度0.3的情况下稳定测量。

2. 高性价比方案:采用单颗CS32L010实现,通过mos进行恒流源控制用于红光和红外光发射,一份软件兼容市面大部分TFT屏,同样支持全范围灌注度pi≤0.3标准

他特别强调了芯海科技24位高精度ADC在血氧仪方案中发挥的优势,“近期推出的CS1262产品,是用在手腕手表上测PPG信号的,相对手指来测对信号要求更高,对硬件指标要求高,指夹式血氧仪PI一般能抓到0.1就已经是比较高的。CS1262是做在手腕上的,能抓的信号能做到0.02、0.01,对信号抓取能力特别强。它是一颗专门做测血氧、测心率面向健康的产品,刚刚提到的调放大倍数、调光都是有硬件实现的,整个使用过程都有专门适配。它的规格比指夹式血氧仪高,可以做到穿戴上,应用范围比较广。相对指夹式测量它可以做到无感测量,一直戴在手上持续监测血氧信号。”他详细介绍。

目前芯海科技指夹式血氧仪方案主要是三类:

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1、CS32A010这种24位高精度ADC+自带运放和恒流源级别,这个是一个高集成度、高精度,主打要求比较高的高性能需求。

2、芯海科技推出的32位MCU CS32L010系列低功耗MCU,内嵌32位ARM®Cortex®-M0内核,可运行最高24MHz,内置64Kbytes Flash,4Kbytes SRAM,内部集成12 位高性能ADC模块、电压比较器,以及RTC、比较器、多路UART、SPI、I2C和PWM等丰富外设接口。

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CS32L010还具有非常优秀的低功耗特性,低至1μA的休眠功耗,低至30μA/MHz的运行功耗,并集成了LPUART、LPTIM、LVD等低功耗外设,大幅延长待机时间和电池寿命。
此外,CS32L010拥有多个定时器,包括高级定时器TIM1、通用定时器TIM2,基础定时器TIM10/TIM11,实现PWM输出、外部计数、时钟捕获、占空比测量等功能,更支持低功耗定时器LPTIM,以降低运行功耗。

何彪胜评价说CS32L010相对来说是最低成本的,用这个通用MCU来做的话,是一个高性价比的方式,这个也可以做到全范围医疗0.3的标准,这一颗在市面上是非常具有竞争力的。

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3、CS32F030系列是一款32位高可靠性MCU,采用ARM® Cortex®-M0 内核,频率48MHz,最高集成64Kbytes Flash和8Kbytes SRAM,内置12位高精度、高转换速率的SAR ADC模块,1个高级定时器,5通道DMA控制器,并提供丰富的通信接口(I2C、SPI/I2S和USART)和多达11个定时器,具备高可靠性、高精度、低功耗等特点。

CS32F030集成INL低至1.2LSB的高性能12位ADC、温漂60ppm/℃的内部参考电压和温度传感器等, 主力客户实现医疗级精度,且提供一系列电源工作模式,以满足不同的低功耗应用。
CS32F030集成RC Hybrid+Calibration架构的高性能ADC,通过芯海专利的误差控制技术和测试手段,12位ADC的有效精度可达11bit。并且CS32F030在出厂前,100%经过110℃的高温测试,确保产品的质量和高一致性,从而满足医疗产品的精度和质量要求。

“市面上绝大多数血氧仪都是用030和103去做的,这是大家通用的水准。芯海的优势就是可以在030的级别下演变推出CS32L010,这个方案相对会便宜很多,在外围控制上也会便宜很多,高性价比方案。往上走就是测试CS32A010,专业的芯片,高集成度的,主打那些对高精度有要求的。”他指出。“以上三个方案都有客户拿到医疗认证,最终效果都可以达到医疗水准,一些品牌客户中并拿到医疗认证。

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何彪胜表示目前血氧仪的发展趋势是:

1、ADC从12位转向24位,把血氧仪的测量精度提升了一个等级,往更高精度趋势。

2、外围集成到单芯片,整个系统上可以更优化生产,效率更高。以前的传统方案是MCU+两极运放,有的MCU还要多管脚,因为驱动灯需要一个强电流,单一IO口驱动能力可能只有3毫安,如果说要几十毫安的电流可能要用十个IO口并在一起,或者加三极管,去驱动那个灯,如果MCU有强驱动,就不需要如此多IO口或者加三极管,整个方案占面积更小些。

他表示芯海科技自2020年以来一直关注抗疫产品,不断从用户需求出发,利用自身的信号链优势提升检测精度,助力全国人民早日摆脱新冠的困扰。

来源:电子创新网张国斌

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Q、为什么家用血氧仪的市场需求忽然暴涨,产品面临的主要技术挑战?

A、疫情三年以来,人们愈发重视和关注血氧检测的防疫健康指数。

疫情前,很少家庭会备用家用血氧仪,一般是在出现病症后,选择使用医院医疗监护仪级别的设备检测身体血氧和健康状况。疫情流行以来,随着国家防控政策的调整,有关部门为了预防医疗资源挤兑,就在诊疗方案里强调了家用血氧指标的检测,由此指夹式血氧仪为代表的家用血氧测量器械受到市场的欢迎。

指夹式血氧仪作为成熟产品,是一种测量人体血氧饱和度、脉率、灌注指数等指标的小型医疗器械,测量精度相较专业医疗器械相差无几,获得专业医疗机构认可。

但是,如何在血流低弱灌注度及深色皮肤的场景下,PI值(血流灌注指数)全测量范围支持实现0.1、0.2、0.3的测量精度,就需要测量芯片的技术迭代和算法优化,从而获得更精准的测量结果。

Q、客观因素限制会对血氧测量指标有哪些影响,要如何获取更精准数据?

A、血氧测量的方式有多种,有戴在手腕的智能手表、戴在手指的智能戒指,但测量精准度相对更好的还是指夹式血氧仪,目前可做到高达95%的准确率。

可是,因为受到人们的皮肤厚薄、肤色深浅、手指胖瘦,还有心率跳动、皮肤干燥,甚至女生涂抹指甲油等诸多客观因素的限制,造成血流灌注度低,导致信号难以测量。因此,血氧仪芯片在PI灌注度的测量精度要求就会非常高。目前,国内血氧仪芯片要求PI灌注度必须要达到0.3,已经是行业默认的医疗标准。

此外,还有手指体温冷热,指夹设备松紧等变化,也会影响PI灌注度随之改变,所以不仅要求芯片必须达标,还要求在终端产品从硬件结构上过滤干扰、从软件算法上给予信号补偿,从而获得更加精准的血氧监测结果。

Q、对血氧测量指标有哪些影响,芯海科技是缘何进入到血氧仪应用领域,目前取得了哪些成果?

A、在高精度ADC领域,芯海科技拥有近20年的技术积累和应用经验。

2020年疫情之初,芯海即进入血氧仪应用领域。经过三年多的持续研发,芯海的系列化血氧仪应用方案,凭藉24位高精度ADC和灌注度处理的核心技术优势,以及过硬的产品性能和质量,获得相关的专业医疗认证,实现业内医疗品牌客户的终端产品规模化商用,也受到消费者的广泛认可和欢迎。

值得一提的是,目前很多应用了芯海相关血氧仪应用方案的品牌客户的终端产品,基本都能做到一次性通过相关医疗认证。

Q、芯海科技的高精度血氧仪方案相较传统方案具备哪些技术优势?

A、当前,芯海提供CS32L010、CS32F030、CS32A010、CS1262、CSU18P88等系列产品,推出满足高性价比、高可靠、低成本、高集成度、智能穿戴等不同应用需求的解决方案,能够帮助客户打造更高精度、更强性能、更低功耗,成熟可靠且更易开发的血氧仪终端产品。

其中,“CS32F030+CSU18M92方案”包含自有算法,获得专业医疗品牌客户验证,并获得相关医疗认证。“CS32L010方案”主打高性价比,可以达到医疗水平,相较市场中常规产品具有更强的市场竞争力。芯海最新推出的“CS32A010方案”针对高集成度应用,除了内部集成24位高精度ADC,同时实现极简外围,内部集成运放和LED驱动,能够满足高端医疗级血氧仪应用的开发需求。以上三个方案均已有终端客户获得医疗认证,最终效果均达到医疗水平。

“CS1262方案”则是针对PPG信号测量场景的智能穿戴应用,相较指夹式血氧仪PI值灌注度抓取在0.1,CS1262的信号抓取可做到0.02、0.01的高精准度。同时,具备超强抗干扰,PSRR大于90dB。

除此之外,“CSU18P88方案”主打海外亚非拉市场,在成本可控的基础上,提供更加稳定可靠的测量结果。

Q、血氧仪应用的未来技术特点和发展趋势有哪些?

A、从技术趋势来看,目前市场上更多的还是内置8位MCU内核的血氧仪产品,也面临产品同质化严重、监测精度达医疗级的产品较少、性价比不高等问题,亟待从信号测量、软件算法和资源适配等角度,持续做到产品性能、质量和成本最优。

首先,血氧仪的测量精度将从12位转向24位提升一个等级,实现更高精度的测量数据。其次,实现外围高集成到单芯片,从而实现整个系统优化升级。

从市场趋势来看,由于疫情长期存在,跟血压计、温度计、额温枪一样,血氧仪也会成为家庭必备的健康测量器械,未来几年的复合增长率应可达到20%-30%之间,拥有非常大的市场增长空间。

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来源:芯海科技

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近日,芯海科技(股票代码:688595)汽车电子项目再传喜讯。公司布局的车规产品序列中,车载PD快充芯片CS32G020Q、高可靠车规MCU芯片CS32F036Q进展迅速,相继顺利通过AEC-Q100车规认证。

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这是继公司首颗车规压力触控芯片CSA37F62之后,又有CS32G020Q、CS32F036Q两颗车规产品双双得到成功验证,也由此拉开后续更多车规产品批量化认证的序幕,标志着芯海科技旗下车规级MCU产品质量及可靠性,进一步获得国际权威认证体系的持续认可和肯定。

CS32G020Q:满足安全车载快充、数据传输需求


在汽车从“载人交通工具”向“移动生活空间”迭代嬗变的过程中,与智能手机、电脑及诸多便携式智能化设备互联互通,为人们带来更加安全便捷的充电服务,是必然的技术趋势,车载充电器也随之应运而生。

车载充电器主要采用汽车电瓶(12/24V)供电,为智能手机、电脑等便携式智能设备解决锂电池充电需求,因此既要适应车载电瓶的恶劣放电环境,又要考虑各种智能设备锂电池的电池特性及安全需求(CC, CV,OVP等)。

目前,车载充电器分为普通车充和快充,车载快充协议当前完全统一,主流快充协议有高通QC3.0、QC4.0,华为私有协议FCP、SCP,USB IF组织旗下的PD3.0、 PD3.1和三星AFC协议等。

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CS32G020Q系统框图

对此,芯海科技推出32位车规级充电协议芯片CS32G020Q,能够满足充放电、投屏、数据传输等车载应用需求,具有单颗芯片支持两路独立Type C、全兼容主流快充协议,满足AEC-Q100 Grade2等特性,适用于车载充电&通信控制器设计。

CS32G020Q集成32位高性能M0内核,主频高达48MHz,便于充电协议栈的软件实现,以实现差异化产品。同时,产品支持多种低功耗模式,在Deep sleep模式下工作电流为12uA,在Deep Power-down模式下,工作电流仅2.5uA。此外,还内嵌 Bootloader,支持通过TYPE-C接口进行PD3.0固件升级。

CS32G020Q的产品特性如下:

➢支持USB PD3.0协议规范,固定电压输出或可编程电压输出(PPS)

➢支持PD协议规定的快速角色转换功能(Fast role swap)

➢内置硬件CRC32计算模块,可对PD协议数据进行CRC校验

➢支持VCONN供电,支持大功率E-Mark线缆

➢集成QC/FCP/AFC物理层收发器,支持QC4.0+、SCP、FCP、AFC等主流快充协议,无需软件参与编解码

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基于CS32G020Q实现的车载充电器原理框图

CS32G020Q每组CC口独立可配置的5.1K下拉电阻和80/180/330uA电流源,用于线缆插拔检测;内置的PD PHY收发器,可独立完成协议数据收发和4B5B编解码;内置的硬件CRC32模块,可用于PD数据的CRC校验;支持DP/DM上的所有配置;内置2通道的高压控制开关,可直接驱动PMOS组成的负载开关,对输出电压进行开关控制;11-bit DAC可工作在200KSPS速率下,输出反馈信号,用于控制buck-boost输出电压;内置低测电流采样,以实现充电器恒流控制。

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基于CS32G020Q实现的电源适配器原理框图

基于CS32G020Q的应用方案,可以帮助客户极大地缩减车载充电器的BOM成本,方便用户实现各类智能终端的极速快充。


CS32F036Q:满足高性能、高集成车载控制需求


车规MCU芯片广泛应用在车身控制、驾驶控制、发动机控制、信息娱乐、自动驾驶和辅助驾驶等领域。随着汽车“电动化、网联化、智能化”的发展,车规MCU芯片作为汽车电子控制单元(ECU)核心部件,单车MCU芯片用量需求可达数百颗。

作为汽车的核心元器件,车规级MCU在设计、验证、测试、工艺控制、生产管理等不同阶段,需要满足功能安全及可靠性要求,而AEC-Q100则是汽车行业认可的可靠性的测试标准。

芯海科技车规MCU芯片CS32F036Q符合AEC-Q100 Grade2规范,可以广泛应用于汽车座椅、门窗控制、泵机、风扇、内饰灯、尾灯等应用场景。

CS32F036Q采用32位高性能M0内核,工作频率48MHz,集成多达32K字节Flash和4K字节SRAM,一个I2C/SPI、两个USART(支持Software LIN)、专为电机控制设计的12位高速ADC和增强型定时器、六个16位通用定时器、一个32位定时器、最多支持17路PWM输出。

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CS32F036Q系统框图

CS32F036Q的主要特性如下:

➢ 更宽的工作温度(-40~105℃)

➢ 更宽的工作电压2.0~5.5V

➢ 12bit 1M SPS采样频率的高速、高精度ADC,有效精度≥10bit

➢ ADC工作范围:2.4~5.5V,-40~105℃

➢ ±1%精度的低温漂时钟

➢ 低漂移基准电压和±2℃的温度传感器

目前,CS32F036Q已开始对接知名Tier1与OEM厂商,其产品性能及可靠性获得客户高度认可。

芯海科技持续健全车规产品质量建设体系


随着芯海科技汽车电子产品持续获得更多的AEC-Q100车规认证证书,这是对公司技术能力、产品品质的有力证明,也充分展现出公司全面构建符合国际标准的车规产品生态的决心。

随着今年7月公司“汽车MCU芯片研发及产业化”可转债募资项目(债券代码:118015)正式发行,汽车电子项目随之加快推进,车规产品序列持续丰富,同时与头部Tier 1厂商保持定期深入交流与沟通,共同打造面向未来的车规MCU产品。

与此同时,芯海与TÜV莱茵、SGS等国际权威认证机构达成战略合作,围绕芯片设计、工艺、供应链、质量、体系建设等流程,正在大力推进IATF 16949、ISO26262 ASIL-D功能安全体系认证,持续健全汽车电子产品的研发与质量建设体系。 

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面向未来,芯海科技仍将牢牢把握汽车产业变革和国产替代的创新机遇,凭藉自身的“模拟信号链+MCU”双平台驱动的技术优势,推出更多满足客户需求的高可靠车规产品,建设可持续发展的系列化、平台化的汽车电子产品生态。

来源:芯海科技

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围观 18

在疫情防控逐步全面开放的新形势下,做好自己健康的第一责任人,成为人们的共识。血氧SpO2作为新冠症状严重程度的关键指示性指标,让血氧仪成为个人健康监测的首选设备。

芯海科技(股票代码:688595)CS1262通过PPG生命体征测量技术,以非侵入式和无感的方式,连续测量血氧SpO2、心率、心率变异性HRV、血压等健康指标,24h*7全天候守护健康。

脉搏血氧SpO2原理

正常的血液中存在着4种血红蛋白:氧合血红蛋白(HbO2)、还原血红蛋白(Hb)、碳氧血红蛋白(COHb)、高铁血红蛋白(MetHb)。Hb与氧结合成HbO2,经过血液循环将氧气运输到身体各个部位的细胞后释放氧成为Hb。一般人体血液中的COHb和MetHb相对于Hb和HbO2来说含量很少。计算SpO2实际上算的是HbO2的容量占Hb加HbO2的容量的比例。

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图1 PPG测量SpO2示意图

如图1所示Hb和HbO2这 两种血红蛋白对红光和红外光的吸收特性表现不一样。通过获取红光和红外的PPG信号,根据Lambert-Beer定律,结合图2的血红蛋白含量和吸光系数以及PPG信号AC和DC成分的关系求解方程,可以得到SpO2的值。

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图2 SpO2计算公式

从脉搏血氧SpO2的原理可以知道,要准确计算SpO2的值,关键是获取准确的PPG信号,也就是准确的IAC和IDC。

高性能低功耗的CS1262

CS1262是一颗高性能的PPG AFE。高准确度:高达110dB的动态范围,支持4PD*12相位的48路有效数据采集,内嵌驱动能力高达250mA的LED Driver可支持8路LED输出。内置0.5%的高精度时钟。超强抗干扰:PSRR大于90dB,环境光抑制能力强模拟环境光消减高达±200uA。低功耗:83uA@100Hz@4Ch@2阶环境光消减,54uA@100Hz@1Ch@2阶环境光消减,断电模式小于1uA。

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图3 CS1262系统框图

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图4 PRF=500Hz的PPG信号

高达1KHz的PRF以及良好的SNR性能(97.5dB的SNR@500KΩ(dBFS)),为CS1262提供了采集高质量PPG信号的能力。

如图4是PRF=500Hz的PPG信号,CS1262提供了ms级别的PPG信号分辨精度,再如图5是CS1262采集到手腕上的红光和红外以及绿光的PPG信号,红光PI灌注度水平在万分之二,脉搏波形清晰可见。

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图5 PI≈0.02%手腕处的PPG AC信号

除此之外,CS1262的低功耗特性保证了集成CS1262的产品的长续航能力:54uA@100Hz@1Ch@2阶环境光消减,断电模式小于1uA。

高性能低功耗的CS1262为血氧SpO2测量,输出稳定持续的高可靠PPG信号,提供了有力的支撑。

一站式助力血氧方案快速开发

除了拥有高性能、低功耗等产品特性,CS1262芯片还将面向客户提供从导入评估、开发设计以及量产售后的一站式全流程的技术服务,提供经过实践验证的设计规范和指导,提供完整的软件算法集成方案,大大提高终端方案的开发效率,助力客户高可靠长续航穿戴式血氧方案快速开发落地。

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图6 一站式全流程技术支持

CS1262是芯海科技在PPG领域的首颗产品,除此之外,公司健康测量系列产品还涵盖称重SoC系列、BIA AFE系列、专业人体成分分析仪模组系列等。

未来,芯海科技将继续通过自身的模拟信号链+MCU双平台优势,构建健康测量系列化产品组合,搭配测量算法、无线连接以及配套标准方案,实现智能与健康融合,助力客户创造更智慧的产品。

来源:芯海科技

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