随着人们物质生活水平的提高，亲近大自然的户外运动热潮不可阻挡，成为新世代年轻人更加热衷的健康生活方式。但是，对于从事于户外工作，热爱自驾游、热爱户外运动的人们来说，户外生活中缺电是亟待解决的难题，因而“户外电源”新品类应运而生。

机构数据显示，自2016年到2021年，全球户外电源出货量增幅超90倍。早期产业主要集中在出口市场，近年来随着国内储能产业的飞速发展，户外电源开始逐步传导到国内市场，产业规模与市场销量持续猛增。

户外电源与充电宝的区别

所谓户外电源产品，从用户层面可以简单理解为传统充电宝的“大型化”。大型化主要体现在几方面：

√  功率大型化

√  目标设备大型化

√  输出电压大型化

√  输出接口大型化

√  接口数量大型化

户外电源与传统充电宝的产品差异化说明

但是，从技术角度来剖析，户外电源与传统充电宝存在天壤之别。目前，充电宝产品已经发展到了白热化阶段，整个系统技术设计路线都是围绕极致的成本追求和集成化追求发展，充电宝SOC芯片可以说除了电感、电容、接口、按键等不能集成的器件外，几乎把所有能集成的功能都集成到芯片里面去了。而户外电源产品当前正处于快速增长阶段，整个系统技术设计路线是围绕极致安全可靠和系统模块化的两大诉求发展。

户外电源产品的系统应用设计架构图

由上图可以看到户外电源产品涉及的电源模块非常多，并且涉及到AC-DC双向逆变、大功率充放电管理等技术，存在很高的电源技术设计门槛，系统设计难度可以说是传统充电宝的指数倍。

芯海PD芯片的户外电源应用

在户外电源的系统架构中，主控MCU是整个储能产品的核心控制大脑，主要负责与各个电源接口模块通信管理和系统控制管理，其中系统控制又包括显示管理、按键管理、温控管理、照明管理、蓝牙通信管理、风扇模块管理。

虽然中央主控MCU处理能力很强，但是由于“中央”事务非常繁忙，且外部电源模块的“琐事”实在太多，因此也很难两者兼顾。因此，外部电源模块的“琐事”通常会安排到各个“地方”主控进行管理。“地方”主控只需要把“中央”主控想要了解的信息上传下达即可。

户外电源的外部电源模块主要包括双向逆变AC-DC转换模块、应急启动电源DC头输出模块、无线充管理模块、C口快充电源模块、A口快充电源模块。“中央”主控与“地方”主控的通信交互接口方式一般为IIC接口，也有UART接口或SPI接口。

随着PD协议及UFCS协议的普及，户外电源产品对于C口快充电源模块“地方”主控MCU的要求越来越高。除了需要支持PD协议、SCP协议、AFC协议、QC协议、VOOC协议、UFCS协议等多种协议之外，还要能够根据与终端协商情况，分别控制多路独立DCDC输出给到终端充电，还能支持多种通信接口把C口的协议情况及功率情况上报给“中央”主控MCU。

对于该“地方”MCU主控要求，芯海科技CS32G020可以完美胜任。CS32G020支持两路独立PD快充+两路独立多协议快充，27个外部GPIO口可以同时控制两路BUCK/BOOST电源，并且支持多种外设接口包括IIC、SPI、UART。安全方面CC耐压支持25V，Latch Up 400mA，ESD-8KV。

除此之外，芯海科技针对UFCS协议推出了专用协议芯片：CPW3101。该产品可以支持双向UFCS通信控制，可用于储能电源、手机、PC、平板等终端产品当中。

基于CS32G020+CPW3101的储能产品C接口电源模块设计如下：

在该C口电源模块设计中，一颗CS32G020芯片可同时对两个C口进行独立充放电管理，在满足户外电源模块化主流设计的基础上，大大降低模块的BOM成本以及模块体积。

芯海科技作为国内首批推出USB PD快充协议芯片的芯片原厂，参与了中国快充行业标准UFCS的制定。近年来，公司针对各个细分的应用领域，相继推出多款PD快充旗舰新品，在安全性、易用性等方面精益求精，实现了PD快充产品全领域的系列化布局，能够为客户的终端产品PD快充应用提供更有针对性的系统性解决方案。

近日，芯海科技（股票代码：688595）32位高性能EC芯片CSC2E101成功进入Intel PCL ( Platform Component List) 序列，PCL（平台组件列表）是ODM/OEM选择的重要参考文件，包含了最新平台经过英特尔验证的设备。这意味着CSC2E101成为了率先达到国际行业标准、获得全球PC行业龙头厂商英特尔认可的国产EC芯片。

今年5月，芯海科技EC芯片CSC2E101在台北COMPUTEX电脑展上全球首发。该产品具有高集成、高安全、低功耗、易开发等技术特点，产品规格达到国际领先水平。

在安全性能上，CSC2E101从产品的硬件层面加密技术设计，更好地构建用户数据安全防火墙。在低功耗设计上，在VBAT模式下功耗低于6uA以下，超出国际一流厂商的相关技术指标。此外，在传统EC功能之外，集成氛围灯、呼吸灯、PD3.0/Type-C等功能。

EC芯片是笔记本电脑主板的“隐形管家”，为电脑提供开关机管理、低功耗管理、鼠标键盘管理、通信管理等功能，甚至在电脑关机后仍在不知疲倦的工作，其特色功能是笔记本厂商的发力重点。长期以来，全球EC芯片市场主要被台企和美企垄断。

据了解，芯海科技全面构建PC产品生态布局，除了EC芯片之外，还有PD、HapticPad®解决方案等产品实现了规模化商用。此外还有USB Hub、Audio Codec、HapticPad®、SAR传感器、BMS电池电量计、SDIO WiFi等产品储备正待释放。

芯海科技作为国内少有的模拟信号链+MCU双平台驱动的集成电路设计企业，还将持续加大和完善PC系列产品的研发布局，努力推动国产计算机行业向更快、更稳、更安全的方向发展。同时，通过持续加强产品及整体解决方案的核心竞争力，努力进军国际市场，为全球PC生态注入新活力，为客户创造更大价值，为消费者带来更智慧的产品体验。

感知和交互模块是工业及汽车应用控制的关键，需要高精度ADC及高可靠性MCU才能实现更智能化的系统控制。芯海科技（股票代码：688595）是具备ADC和MCU双平台设计半导体企业，针对工业及汽车的多个细分应用，拥有多种成熟的产品和应用方案。

芯海近期推出了SmartAnalog®系列的第一颗智能化模拟产品，集成高可靠性32位MCU内核和丰富的高性能模拟功能。内置了24位高精度、8Ksps 采样率及30ppm/℃低温漂的高性能ADC、12位DAC、低失调运放、恒流源输出及LED驱动等多种模拟前端外设。

SmartAnalog®系列CS32A0X0可根据不同工业应用场景的需求，产生精准可调的电压、电流等激励信号，同时配合内部集成的24位多通道差分/单端输入的高精度ADC，实现电压、电流、化学、生物、光电、温度、压力、烟雾探测等多种信号的测量。其内部集成的高性能MCU又可以实现数据处理，通过不同的外设接口直接输出对应的数字信号，降低后端电路硬件及软件的要求，实现信号链回路极简设计。

除此之外，CS32A0X0还针对工业物联网强化了内置的安全加密引擎，内置的AES128算法能够实现一些基础的物联网安全加密功能，包括安全升级、安全更新以及安全启动。

CS32A0X0的工作温度范围为-40℃~105℃，结温125℃，具备工业高可靠性，是一颗可以比肩国际大厂TI、ADI、ST模拟性能的智能化产品，提供一系列电源工作模式，以满足不同的低功耗应用。适用于工业惠斯通电桥、三线式RTD测温、电化学传感器检测、阵列式信号检测等十几种多变测量场景。

类惠斯通电桥传感器应用

在工业自动化系统中有大量需要测量和控制的参数，比如温度、压力、湿度、流量等都可以通过类压阻式惠斯通电桥实现测量。它的基本原理是桥式电阻中的阻值会由于形变产生变化，在给定的电压激励条件下，这些阻值的变化会产生变化的差分电压，由于信号的内阻及幅值非常小，需要高输入阻抗的差分放大器及可编程增益放大做到系统检测精度最高。

CS32A0X0内置低噪声PGA（支持x1~x128增益），输入阻抗可以达到G欧级别，同时内置最高22位ENOB的24位Σ-ΔADC，支持单周期稳定建立，支持50-60Hz工频干扰抑制，最多支持4通道桥式差分信号检测，是工业测量的最佳选择，内置温度传感器加上32位MCU可以用做温度补偿，进一步提高系统精度。

RTD三线式测温应用

RTD（电阻温度探测器）测温是工业上常见的可以在很宽温度范围（-260℃~850℃）实现高精度测温的方法。RTD的传感元件是由线圈或者纯金属沉积膜组成，其阻值会随着温度的升高而变大，随着温度的降低而减小。

根据引出线的数量不同，RTD可分为两线式、三线式、四线式。三线式作为性价比最高的测温方案，在工业上应用最为广泛。它的基本原理是通过两路高精度、高匹配性的电流源来抵消引线带来的误差，再用高精度ADC检测温度。CS32A0X0内置两路独立高精度恒流源输出，支持4-1000µA电流输出，匹配性很高，可以至多用于3个通道三线式RTD温度检测，同时匹配24位高精度Σ-ΔADC，实现最优测温系统。

电化学传感器检测

电化学传感器是基于待测物质的电化学特性，将待测物化学量转变成电学量进行传感检测的一种传感器，广泛应用在工业上的气体、重金属离子、微生物浓度检测等。CS32A0X0内置24位高精度ADC，12位1MHz输出速率的DAC以及低失调运放，加上32位高性能MCU，通过配置外围的激励及信号调理电路，可以采用传统的循环伏安扫描法，直接给出待测物浓度。

恒温电路应用

传感器是工业物联网重要组成部分，被大量应用于物联网终端。不同的传感器需要就需要多套电路、多种器件来实现应用的数据采样及处理，模拟性能要求高、外围电路复杂且系统成本高，采用芯海科技CS32A0X0单SoC方案可以实现高精度采样的同时硬件电路归一化，大大简化设计。

以半导体双气传感器和MEMS阵列传感器为例，在需要高精度ADC的同时，还需要恒温工作电路来保障传感器的最佳工作条件。芯海科技CS32A0X0可以提供一站式解决方案，通过ADC+MCU+DAC组合，外挂外部的MOS，以及恒温控制算法，使传感器工作在恒定温度下，从而实现系统及最高精度检测。

不断迭代ADC技术 持续推出智能化模拟产品

芯海科技的优势领域是ADC+MCU模数混合产品的研发创新，SmartAnalog®产品的量产，是公司在工业智能化模拟产品战略路线上迈出坚实的一步。随着芯海ADC技术不断突破应用边界，实现更高的精度和更快的采样率，后续将推出更多智能化模拟产品，用于光电信号、雷达位置检测等要求更高的应用领域。

EC（Embedded Controller）是笔记本电脑的专用MCU芯片，承担着管理笔电的开机/关机、电源管理、温度管理、安全管理、鼠标/键盘/IO等稳定性要求极高的工作任务。

在台式电脑中，键盘和鼠标独立于系统主机，通过标准的PS/2或USB端口与主机系统连接。而笔电为了实现便携的目的，使用内置键盘（矩阵译码型键盘）和内置鼠标（如触摸板、指点杆都属于内置鼠标设备），因此就需要专门的键盘控制器，笔记本的专用EC正是为此而设计。

基于高端商务笔电产品的创新需求，芯海科技率先推出国产笔电32位高性能EC芯片：CSC2E101,具有高安全、高集成、低功耗、易开发等技术特点，产品规格达到国际领先水平。
高安全：从硬件层加密用户数据安全

CSC2E101芯片具有实现信息数据安全功能的计算模块，其本质是通过硬件电路实现某些算法的高速处理单元，能够快速地运算出结果，提高程序运行效率。

信息数据安全的手段是保密，即保护敏感信息的存储、传输、使用过程中不会被“非法对象”获取。安全技术就是围绕着敏感信息的存储、传输、使用过程中各个细节发展的保密技术。例如：存储-加密存储、数字签名；传输-加密传输、身份认证、密钥交换、消息认证；使用-解密、密钥管理等。安全技术的分类有：

①　密码算法，明文变密文实现敏感信息的保密；

②　数字签名算法，保护敏感信息不可被篡改；

③　身份认证算法，保证敏感信息传输节点是合法节点；

④　密钥交换算法，对称算法密钥需要在不同角色间传递，保护密钥传输安全；

⑤　...

信息安全数字签名/身份认证算法过程概述如下：

芯海科技CSC2E101集成安全算法加速引擎，支持安全启动和安全在线升级，满足客户指纹一键开机的安全启动要求，从产品的硬件层面加密技术设计，将更好地建构用户数据安全防火墙。

高集成：创新设计满足丰富应用场景

CSC2E101采用高性能32位MCU内核，拥有更大程序和数据空间，在传统EC功能之外，具备丰富的外设接口，能够广泛应用在具备智能节电功能的笔电设计当中，涵盖笔电内置氛围灯、呼吸灯、LPC/eSPI接口、USB主从设备、键盘、触摸板等接口管理，电池智能充放电管理及温度监控等任务。

CSC2E101芯片的32位高性能内核包括一个处理器核心、一个嵌套的向量中断控制器（NVIC）、高性能总线接口和其他特性，具有低逻辑门、低中断延迟和低成本调试的特点，适用于需要最佳中断响应特性的嵌入式应用。

CSC2E101设计采用独立缓存，具有较强的内核整型运算能力，即CoreMark性能评估，包含运算法则，列举（寻找并排序），CRC（循环冗余校验）、数学矩阵操作（普通矩阵运算）和状态机（用来确定输入流中是否包含有效数字）等，具备高速时钟运算能力比同等类型芯片提升更多。
低功耗：超出国际一流技术指标

CSC2E101芯片在低功耗设计方面，支持深度睡眠及待机和VBAT多种低功耗模式，在VBAT模式下功耗低于6uA以下，超出国际一流厂商的相关技术指标，为消费用户带来更强劲的续航体验。

为功耗而生，芯海EC芯片在设计之初就采取低功耗工艺平台，根据不同的应用场景，EC芯片提供更低的功耗。

易开发：实现终端产品极简开发

CSC2E101芯片预留接口多，SIO时序/功能相对简单，开放性更好，易于操作，可以直接与BIOS主板进行联机调试，为eSPI/LPC通信提供更好选择。

CSC2E101芯片使用 SWD 协议下载、调试程序。调试、烧录工具可以使用 J-Link 或者 CS-Link，完成开发调试及生产测试等。

J-link 调试器和芯片连接方法如下。芯片 SWDCLK（GPIOH-1） 连接 J-Link pin-9。芯片 SWDIO（GPIOH-2） 连接 J-Link pin-7。目标板和 J-Link 共地。

具备高效的开发编译工具CSU-IDE32 ，包含编译器、汇编器、链接器以调试器。支持业界标准型号包和向导，并支持用户自定义工具链、编译脚本、链接脚本。CSU-IDE32提供了强大的工程管理、编辑、设置、查找以及调试等功能，以及更加友好的界面。

除此以外，SDK库还包含丰富的参考代码，以供各种应用场景的代码开发。

一直以来，芯海科技高度重视产品技术的持续性开发。CSC2E101是芯海科技首颗应用于笔电高端商务机型的EC芯片。未来，公司还将针对笔电不同应用场景的细分市场，导入更多高品质芯片产品，为笔电产业领域注入新鲜力量，为客户持续创造更大价值，为终端消费用户带来更优质的产品体验。

一般来说，拥有丰富的iBOX（车联网智慧终端）产品开发经历的工程师，或许都接触过KL30（蓄电池供电电压）电压过低而导致iBOX关机的问题。

当MCU检测到KL30低于工作电压时，将会发出关闭CAN通讯接口的指令，让iBOX离线整车CAN网络。当MCU检测到KL30处于不正常工作电压范围，出于汽车安全及产品保护的要求，将会指令iBOX产品关机或重启。

然而，这也许只是一场误会。KL30的实际电压或许并没有低于额定工作电压，只是由于KL30的电压采样误差，导致MCU发出错误指令，使得iBOX等车联网产品进入休眠或关机状态，进而严重影响到产品的用户使用体验。

例如当人们忘记关闭大灯，这时候由于外部功耗器件耗能巨大，导致电池电量迅速消耗，L30电压下降到MCU的工作电压以下，导致MCU无法上报数据就会异常关机。

类似场景其实在汽车日常应用中颇为常见。当iBOX产品在休眠过程中，由于某些器件没有关闭或进入低功耗模式，恰好用户通过手机希望唤醒iBOX时，却发现无法联系到iBOX。

有没有方法避免这种糟糕的使用体验？这时候聪明的工程师肯定会想到KL30的电压检测，但是这个时候MCU也处于休眠状态，无法进行检测。

那么，有没有一款MCU即使在休眠状态也可以电压检测？

CS32L010 精准监控KL30电压阀值，及时唤醒iBOX休眠模式

芯海科技推出的32位MCU CS32L010芯片自带电压比较器(COMP)，3 个可配置的正/负外部输入通道；1 个内部BGR 2.5V 参考电压。

COMP 输出可供定时器TIM1、TIM10/TIM11、LPTimer 与可编程计数阵列PWMC 捕获、门控、外部计数使用。可根据上升/下降边沿产生异步中断，从低功耗模式下唤醒MCU。且可配置软件防抖。

只需配置电压比较器，休眠模式下也可以监控KL30电压，当KL30低于阀值时，将通过MCU唤醒iBOX，通过iBOX通知用户电池即将耗尽，进而提醒用户及时关注汽车状态，避免汽车电池消耗过低而出现关机无法启动的尴尬。

除此之外，CS32L010从客户需求出发，在芯片内部集成一个12 位高精度、高转换速率的逐次逼近(SAR)型模数转换器(ADC)模块。具有以下产品特性：

◆ 12 位转换精度

◆ 1Msps 转换速度

◆ 8 路转换通道：7 个引脚通道、1 个VCAP 校准通道

◆ 参考电压(Refence Voltage)为电源电压

◆ ADC 的电压输入范围：0-VREF

◆ 3 种转换模式：单次转换、连续转换、累加转换

◆ ADC 的转换速率软件可配

◆ 支持片内及外设中断自动触发ADC 转换启动，有效降低芯片功耗、提高转换实时性

通过CS32L010的产品特性，我们可以得知该产品拥有8路转换通道：中包括7个引脚通道及1个VCAP校准通道。如下图所示。

CS32L010的ADC检测通道支持阀值检测，可以去除电压异常波动带来的采样误差。

并且，CS32L010自带检测结果累计功能，能够轻松取得检测结果的平均值，避免检测电压波动带来的细微误差，可以极大减少开发人员的工作量，确保测试结果的准确可靠。

当前，因受全球疫情和大国博弈的影响，汽车行业尤其是车规级MCU芯片的大规模缺货，导致多家车企减单降产。芯海科技作为国内信号链芯片领域的领军企业，正在逐步进军车规MCU领域。公司首颗车规级信号链MCU通过AEC-Q100认证，已开始导入汽车前装产品设计中，并入选2021汽车电子芯片创新产品名录。

未来，依托高精度低功耗ADC和高可靠MCU芯片的技术沉淀和先发优势，芯海科技将紧紧把握“国产替代”的产业趋势，持续进军汽车电子、工业应用及高端消费电子领域，努力成为国家IC设计厂商的中流砥柱。