CVM01

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。”

来源：深圳曦华科技

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围观 22

ISO-11898-2中规定了CAN的物理层特性。该标准规定使用由阻抗为120Ω（标称）的平行线组成的电缆。实际应用场景电磁环境复杂，所以考虑传输抗干扰能力一般使用屏蔽双绞线，尽管ISO-11898-2也允许使用非屏蔽电缆。对于数据速率为1Mbps的CAN，规定最大线路长度为40米。当然，在较低的数据速率下，可能会有更长的线路。ISO-11898-2规定了一种线路拓扑结构，各个节点使用短桩连接。

CAN是一种多主串行总线标准（广泛应用到汽车电子和工业领域等），用于连接电子控制单元（ECU），CAN网络上需要两个或多个节点才能通信。而FlexCAN是一种基于CAN协议标准的硬件实现。通过FlexCAN微控制器可以方便地与其他设备进行CAN通信，实现数据的传输和交换。它支持多个CAN总线，并提供多个收发器和过滤器来处理不同类型的消息。FlexCAN还支持各种CAN协议的标准和扩展功能，以满足不同应用的需求。

每个CAN节点通过一个收发器与CAN总线进行物理连接。该收发器能够驱动CAN总线所需的大电流，并有电流保护功能，以防止失效的CAN节点影响整个网络。一个带有CVM01xx微控制器的典型CAN总线拓扑如图1所示。

图1 CAN总线拓扑

FlexCAN模块完全按照CAN协议规范、具有可变数据速率的CAN（CAN FD）协议和CAN 2.0 B协议执行。该模块可支持标准帧和扩展帧以及长达64字节的有效载荷，传输速率可达8Mbps，消息缓冲区被存储在FlexCAN模块专用的嵌入式RAM中。

有关芯片中配置的消息缓冲区的数量，请参见器件的用户手册中芯片的配置细节。

像大多数其他的CAN收发器一样，CANH、CANL可供设计者根据应用来连接总线终端。图2和图3显示了CAN节点终端的例子。

图2 CAN收发器电路

图3 带共模扼流圈的CAN收发器电路

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围观 80

曦华科技CVM01xx系列芯片集成多个时钟源：

(1) 内部晶体振荡电路，可外接4MHz~40MHz晶体或陶瓷谐振器

(2) 外部方波输入时钟：最高可达50MHz

(3) 内部48MHz高速RC振荡器(FIRC)

(4) 内部8MHz低速RC振荡器(SIRC)

(5) 内部128kHz低功耗振荡器(LPO)

(6) 内部锁相环（PLL），提供高速的系统运行时钟

FIRC、SIRC是内部时钟源的，不必从硬件设计角度考虑。外部振荡器的工作范围为4~ 40MHz，为PLL及部分外设提供时钟源。

一、EXTAL和XTAL引脚

此类引脚为晶体提供接口，以控制内部时钟发生器电路，EXTAL是晶体振荡器放大器的输入，XTAL是晶体振荡器放大器的输出。Pierce振荡器提供了一个强大、低噪音、低功耗的外部时钟源，可为典型的晶体振荡器提供最佳启动余量。CVM01xx系列支持4~40MHz的晶体或谐振器。

△表1 CVM01xx - EXTAL和XTAL引脚

△图1 参考振荡器电路

△表2 振荡器电路的组成部分

二、关于振荡器电路PCB布局的建议

晶体振荡器是一个模拟电路，必须根据模拟板布局规则仔细设计，具体如下：

(1) 建议将PCB板送至晶体制造商，以确定负向振荡余量及电容最佳值。数据表中包含对振荡回路电容的建议，这些值与预期PCB、引脚等杂散容量值一起，作为一个起点

(2) XTAL/EXTAL引脚、晶体和外部电容之间的信号走线须尽可能短，这些走线应只连接到所需振荡器元件，而不能连接到任何其他设备或元件。在MCU和外部振荡器之间的连接不应有超过一个接地的通孔，可最大限度减少寄生电容并降低对串扰和EMI的敏感性

(3) 尽量使其他数字信号线，特别是时钟线、模拟和频繁跳变的信号线远离晶体连接线，来自数字信号的串扰可能会对振荡器信号的低幅值造成影响

(4) 应在晶体振荡器区域下方放置一个接地区域，该地平面须是连接到CVM01xx的VSSx基准的干净地。切勿将接地保护环与电路板上的任何其他接地信号相连，同时要避免实现接地环路

(5) 主要的振荡回路电流在晶体和负载电容之间流动，此信号路径（晶振到晶振）应尽可能短，并应有一个对称布局，因此两个电容器的地线应尽可能靠近

如下图所示，为振荡器布局的推荐位置和PCB走线。

△图2 建议的晶体振荡器布局

当gm_XOSC>5 xg_mcrit 时，晶体振荡器电路提供非常安全的稳定振荡。

g_mcrit 定义为：g_mcrit = 4 x (ESR_OSC + Rs_EXT) x (2π x F_OSC)² x (C_{O_OSC} + C_LOAD)²

其中：

△表3 超导方程 - 参数

例如，在CVM01xx单片机中设计振荡回路，最大的放大器跨导值为gmOSCX=27 mA/V，频率范围为4 ~ 40MHz，选择晶体AT-16.000MAGE-x - 16MHz /TXC晶体。

该设计具有以下特性：

△表4 皮尔斯振荡器设计示例

g_mcrit = 4 x (50 + 100) x (2π x [16 x 10⁶])² x ([10 x 10^-12] + [10.5 x 10-¹²]²

g_mcrit = 2.548 mA/V

5 x g_mcrit = 12.742 mA/V

由于晶体振荡器的超导（27 mA/V）高于5 x g_mcrit，因此对增益余量的估计足以启动振荡。预计振荡器将在数据手册中规定的典型延迟后达到稳定振荡。基于振荡器制造商的分析和特性，Rs_EXT以及C_EXTAL和C_XTAL的值可被调整或重新定义，以确保安全振荡余量。

频率计设备可用于检查和测量晶体振荡或任何其他信号特性，但一般不建议使用示波器和频谱分析仪，因为这此类设备通常不能区分主振荡和假振荡，同时，若示波器探针（尽管有些探针的阻抗很低）直接连接到振荡电路，它将停止并可能影响或削弱晶体振荡。

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围观 288

《CVM01xx系列MCU硬件设计指南》主要面向CVM01xx应用开发者及爱好者，对CVM01xx系列MCU硬件的电源系统、时钟电路、调试和编程接口、模拟比较器接口、通信模块等设计内容进行分享，以帮助开发者了解操作系统、微控制器系统设计和软硬件开发的基本原理。

01、了解CVM01xx系列MCU

曦华科技CVM01xx系列MCU是基于ARM® Cortex®-M4F和M0+内核的32位汽车级通用微控制器，产品设计符合ACE-Q100 Grade1汽车级质量认证及ISO26262功能安全标准，特别适用于汽车电子车身控制等应用领域。

CVM01系列器件采用2.7-5.5V电源，注重汽车环境的稳定性，非常适合恶劣电气环境下的各种应用。同时这些器件针对成本敏感型应用进行优化，提供低引脚数的产品可供选择。

CVM01系列提供宽泛的内存、外设和封装选项。它们共享相同的外设和引脚数，使开发人员可在MCU系列内或在MCU系列之间轻松迁移，以利用更多的存储器或功能集成。这种可扩展性允许开发人员将其终端产品平台标准化为CVM01xx系列，最大限度地提高硬件和软件的复用率，缩短产品上市时间。

CVM01xx系列MCU的特性如下：

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1) 32位ARM® Cortex®-M4F和M0+内核，频率最高可达120MHz

2) 最高可达1MB的P-Flash和256KB的D-Flash（支持高达4KB的模拟EEPROM），最高可达128KB的SRAM

3) 2.7V-5.5 V工作电压范围，所有I/O支持2.7 V-5.5 V电压

4) 芯片集成多个时钟源：-内部晶体振荡电路，可外接4-40MHz晶体或陶瓷谐振器

-内部48MHz高速RC振荡器-内部8MHz低速RC振荡器

-内部128kHz低功耗振荡器

-内部锁相环（PLL），提供高速的系统运行时钟

5) 内置稳压电路和电源管理，支持多种电源模式：

-运行（RUN）

-停止（STOP）

-待机（STANDBY)

6) 具有最多128个GPIO管脚，所有管脚都具有低功耗唤醒能力，部分管脚具有大电流驱动能力

7) 丰富的外设通信接口

-最多4路CAN-FD，支持Pretended Networking模式

-最多4路UART，支持LIN功能

-最多4路SPI，最高20 Mbps时钟速率，支持菊花链通信

-1路I2C，支持7位和10位的器件地址

-1路I2S，支持主机（master）和从机（slave）模式

8) 高性能的模拟模块，可提供高精度的混合信号处理能力：-2个12位的SAR ADC，转换速率可达1.5 Msps

-1个高速模拟比较器，自带8位的DAC

9) 符合车规标准AEC-Q100 Grade 1，环境工作温度范围：-40 ⁰C ~ 125 ⁰C

10) 提供32 QFN ~ 144 LQFP的多种封装
02、电源系统

电源系统章节重点描述电源配置的不同选择，以及正确连接电源和接地引脚的注意事项。

△表1 CVM01xx电源引脚和域

△图1 CVM014x的电源引脚和域 - 100LQFP和100BGA封装

△图2 CVM014x的电源引脚和域 - 64LQFP封装

△图3 CVM011x的电源引脚和域 - 48LQFP封装

△图4 CVM011x的电源引脚和域 - 32QFN封装

注意：所有VDD和VDDA引脚必须被短接到一起，并从外部连接到PCB上的一个公共参考点。

2.1 BULK电容和去耦电容

BULK/旁路和去耦电容的有效性取决于摆放的最佳位置和连接方式。BULK/旁路电容作为电源引脚的本地电源，需靠近去耦电容并尽可能靠近指定的电源引脚。
去耦电容需使电源、MCU和参考地之间的电流回路尽可能短，以应对高频瞬变和噪声。因此，所有的去耦电容应尽可能地靠近各自的电源引脚；去耦电容的接地端焊盘应通过一个过孔直达内层地平面。此外电容的电源端不应通过长线连接到电源平面。