作为全球微控制器（MCU）供应商，对于MCU在多样化汽车平台上的设计，瑞萨电子拥有举足轻重的影响力。近期，我们发布了新一代车载数字产品家族，包括新型MCU与片上系统（SoC）解决方案路线图，再次扩大了我们的业务范围。

我们将在未来几年内陆续推出基于瑞萨第5代R-Car产品家族的一系列产品，助力客户轻松应对不断演进的设计挑战与市场趋势。众所周知，整体的汽车电子电气（E/E）架构正在发生重大转变，从基于域的方式转变为更加集中的区域布局。这一转变，对一系列目标的实现十分必要，包括简化处理架构、减轻电线束重量、提高能源效率，以及支持新兴的软件定义汽车平台。

如今的汽车包含着大量基于MCU的电子控制单元（ECU），可处理各种数据和软件任务及配置。预计在未来，ECU将通过在千兆级以太网上运行的车载信息娱乐系统（IVI），来进行汽车边缘的实时数据处理。与此同时，联网车辆安全性能的提升，将推动基于云的数据管理和空中IVI软件更新的采用，从而提高车辆操作软件性能，改善用户体验。

与当前的汽车相比，下一阶段的汽车设计，如果转向集中式架构，将仅需四个区域便可控制车辆的所有功能，这将显著提高实时计算能力，以处理快速增长的数据量。同时会减少ECU的数量，并相应降低材料成本。

为今日设计，为未来准备

第5代R-Car产品家族均围绕基于Arm内核的计算引擎构建，包括高性能64位SoC、32位跨界MCU、和比同类性能更佳的16位MCU，能使客户的设计获得更高的灵活性、适应性和集成度。全新产品家族可在所有车型、性能等级和应用中实现纵向与横向扩展，并且在设计时非常注重软件的可复用性，支持跨越多种类、多代汽车产品兼容。

第5代R-Car产品家族的路线图还包括未来对Chiplet技术的支持。Chiplet作为一种新兴的封装选项，可将拥有不同工艺和电压等级的多个产品组合在一起，为客户实现更多的灵活性与软件复用性，同时降低开发成本，缩短上市时间。

64位第5代R-Car SoC采用开放式架构，鼓励OEM进行差异化设计。这些SoC配备了处理未来软件定义汽车所需的内存密集型计算应用功能，采用支持高性能边缘AI计算和云端强大连接的尖端工艺技术制造，并可与模拟、电源等瑞萨广泛的产品组合轻松结合。

第5代R-Car的产品阵容将扩展至64位SoC之外——我们将带来更多基于Arm内核的32位MCU，具备GHz级实时吞吐量、快速启动性能，和嵌入式非易失性存储器，可管理用于域和区域控制应用的电子控制模块。此外，这些产品还包括一个扩展的“跨界”选项，可填补 SoC与传统32位MCU间的性能差距。

总而言之，通过推出瑞萨第5代R-Car产品组合，我们为客户提供了从低端控制类MCU、中等复杂的区域MCU及更复杂的跨界MCU，到高端SoC产品系列的完整可扩展性。

我们将同客户以及设计合作伙伴携手，大幅提高产品所需的计算能力，以应对汽车行业日益多样化的细分市场与产品类别，其中将包括对AI加速器的支持、灵活的Chiplet封装和软件等， 使我们的客户能够在其所有系统解决方案中采用、集成并且加速开发具备前瞻性的产品。

据天气预报，近期全国将迎来大范围降温。电热床垫/电热毯作为一种方便实用、安全性高、价格实惠的取暖设备，在这个时候就显得极其重要，可以让用户在寒冷的冬夜享受到温暖的睡眠。

爱普特已量产的电热床垫/电热毯方案，内置了LED、DROM、GPIO、ADC、PWM模块；控制板电路简单，元器件少，可最大限度降低成本，提高方案可靠性；适用于秋冬季暖床、保温、医院护理等场景。

方案特性：

• 内置LED驱动模块，节省成本

• 内置DROM模块可以实现掉电记忆，可节省EEROM模块，从而节省成本

• 内置12位逐次逼近ADC，最大转换速度1MSPS，准确采集温度数据

• PWM精准控制加热，25-50℃温度范围可调整

• 丰富的Flash资源，不同方案可使用同一套代码统一管理

• 丰富的通信接口UART、SPI、 I2C；方便扩展与其他设备系统互联

方案框图：

电热床垫/电热毯方案中的主控MCU采用的是爱普特全国产RISC核MCU APT32F1104。APT32F1104内置多路通用及增强型定时器，可实现灵活的 PWM 输出，10x8点的LED自动扫描控制器模块，用于控制共阴LED数码管，内嵌支持19个通道的12位ADC最大转换速度1MSPS，内置数据闪存2K。还支持模拟比较器CMP/DMA/RTC/LCD/Touch等功能。

APT32F1104芯片更多特性：

• 片载64(32)KBytes程序闪存，2Kbytes数据闪存

• 内含8KBytes SRAM，可用于堆栈，数据存储，代码存储

• 内含256Bytes 不掉电SRAM，可用于在超低功耗运行时保存CPU现场、用户数据。

• 工作温度：− 40 to 105°C

• 工作电压范围：1.8 to 5.5V

• 最高工作频率：48MHz

• 中断控制器：支持动态配置的可嵌套中断 (NVIC)

• 增强的时钟和功耗控制器(SYSCON)

• 4通道直接存储器访问控制器(DMA)

• 硬件除法器 (HWDIV)

• CRC控制器 (CRC)

• 灵活的事件触发选择控制器 (ETCB)

• 1 x 24位内核定时器(CORET)

• 1 x 独立看门狗定时器(IWDT)

• 1 x 窗口看门狗定时器(WWDT)

• 1 ×16位增强型定时器/计数器，每个TIMER支持7路PWM输出功能，支持互补带死区模式 (EPT0)

• 1 ×24位2路同步定时器/计数器，支持PWM功能 (GPTA0)

• 1 ×16位2路同步定时器/计数器，支持PWM功能 (GPTA1)

• 2 ×16位3路同步定时器/计数器，支持PWM功能，支持互补带死区模式(GPTB0~GPTB1)

• 1 x 16位计数器(COUNTERA)，支持自动重载功能以及单次或者循环计数功能(载波发生器)

• 2 x 16位基本计时TIMER （Basic Timer）

• 1 x 16位低功耗TIMER（LPT）

• 1 x 16位RTC

• 串行通信接口：1 × I2C，3 x UART，1 x USART，1 x SPI，1 x SIO

• 多达19路的12位ADC，支持外部AVREF输入

• 10 个大电流驱动管脚(每个管脚支持灌入最大电流为120mA)

• 支持8COM x 26SEG或者4COM x 30SEG LCD驱动，Cap-bias与R-bias模式可选

• 支持2个独立模拟比较器

• 支持内部参考电压源1.0V和内部固定电压源2.048V/4.096V

• 支持96bit UID

• 最大支持44PIO，所有GPIO均可配置为外部中断

• 支持RUN，SLEEP，SNOOZE，DEEP-SLEEP和SHUTDOWN模式

APT32F1104是基于爱普特微电子自研的微处理器IP库研发量产，且该IP库已经过上亿颗芯片量产验证，成熟可靠，因此在性能及成本上做到了更优平衡。APT32F1104还配套了完整的开发套件，如数据手册、软件驱动库、易用的开发工具、图形化调试工具、SDK组件等，帮助客户快速上手，缩短研发时间，加速产品落地。

爱普特电热床垫/电热毯全国产MCU方案已量产出货，如需了解更多方案详情或芯片数据资料，请联系爱普特微电子。

一、前言   

生活中有很多地方需要用到水泵，不同于常规的抽水式水泵，体积更小的微型水泵在很多领域都在使用，几乎无处不在，它的发展使我们的生活多姿多彩，多种新型水泵的研发与应用，为我们带来极大的便利，其应用领域包括：电动汽车散热系统，自动化设备水循环，水制冷等电器,饮水机，卫浴产品，碎纸机，无土栽培，水暖床垫，空调抽水，水族鱼缸，足浴盆，水暖床垫，热水器，电脑水冷，水冷风扇，医疗器械，制药系统，化工，循环系统，冷却散热系统，制冷系统，水冷空调，水冷风扇，移动洗澡机，太阳能喷泉，太阳能循环系统，家庭增压系统，别墅供水系统，小型灌溉系统,水处理系统，小型供水系统，汽车循环系统，汽车加热系统，机床，家用电器，厨房电器,卫浴产品，热水循环系统等。

广芯微结合自研芯片UM32MP32低功耗、多功能外围接口与集成预驱、LDO等特点，开发用于小功率水泵产品的电机控制解决方案，并开放源文件及快速的技术服务，确保客户基于广芯微方案开发的产品快速实现量产。   

二、硬件方案介绍  

硬件版图：

下图为广芯微UM32MP32 小功率水泵方案原理图及2D版图。

硬件方案框图及特点：   

1.内置5V LDO  Power电源直接输出至MCU（支持5.5-24V宽电压输入）；

2.支持电源防反接电路设计；

3.内置1路运放可直接进行母线电流采样；

4.内置4路比较器快速直接获取反电势信号及硬件过流保护 ；

5.PWM支持与比较器的联动，异常情况紧急停机保护机制，有效防止功率元器件损坏；

6.内置3P+3N预驱，减少外围电路及布板空间；

7.丰富的外设接口（SPI/UART/IIC）,支持多传感器扩展功能；

8.板极ESD设计可靠度可达8KV以上，得益于广芯微UM32MP32芯片优异的ESD性能；

9.高集成度 高可靠性 低功耗MCU，全部外围器件只有50个左右（除4*MOS及MCU外都是阻容），大大降低设计及生产成本，降低器件失效不良率。

三、软件方案介绍  

软件架构：此方案整个软件工程分为应用层、System、Common及电机库。应用层包含系统初始、系统配置、CLI引擎、通用任务、电机控制API、电机任务等。System层包含Startup启动、中断服务、时钟、睡眠与低功耗等。Common层包含消息队列、软定时器、延时/串口输出、实用工具等。电机库包含PID 环路、换相函数处理、芯片驱动库等。    

软件设计框图：此方案为无感方波控制方案，整体框架分为：     

1.IPD初始脉冲位置检测；    

2.反电势过零检测，控制电机换相；    

3.PWM发波；    

4.PID速度/功率/电流闭环控制；     

5.故障检测机制（过流，过压，欠压，缺相，堵转等全功能保护）。

电机算法库概要：    

四、功能参数及测试波形  

• 功能参数：无感方波控制方案

• 输入电压：DC 5.5-24V

• 额定功率：<100W

• 防电源反接电路设计

• 硬件过流，欠过压，欠过温，限/过流，堵转等全功能保护

• 缺水保护

测试波形：

五、方案优势  

1.低功耗技术指标

（1）1.2μA @3.0V DeepSleep+RTC 模式，RCL 运行， IO、SRAM 以及寄存器数据保持；

（2）0.9μA @3.0V Stop 模式，所有时钟停止，IO、 SRAM 以及寄存器数据保持；

（3）50μA/MHz @3.0V @32MHz Active 模式；

（4）3.7μs 快速睡眠唤醒系统。2.高可靠性，将EMC及ESD性能作为基础要求融入芯片定义，在设计阶段进行针对性优化，并结合板级设计通过了目前所有电控项目的ESD及EMC测试；

3.高集成度，内部集成4路比较器，1路运放，硬件加速器，6 路 PMOS+NMOS Driver， 5V/40mA LDO；

4.分层设计的软件架构，丰富且成熟的电机算法库，降低开发设计难度及技术门槛。

关于广芯微

广芯微电子（广州）股份有限公司是一家致力于面向新能源、变频电机控制及低功耗物联网等领域为客户提供创新芯片及其解决方案的集成电路设计企业，其产品包括极具特色的微控制器芯片、无线射频收发器芯片、快充与数字电源管理芯片等。广芯微独有的低功耗芯片设计方法、高效率的变频电控技术、大功率的PD快充协议以及多样性无线连接技术整合而成创新与差异化的集成电路设计，在健康医疗电子、消费电子、智慧家庭、工业控制、传感器与表计等领域已经得到了广泛的应用。

本视频将介绍浴霸触摸开关面板RISC-V MCU方案。