市场背景

智能化和电动化是汽车市场发展的两大主流方向，智能化的要求对整个汽车电子电气架构提出了新的挑战。原来架构中的一些孤岛控制单元通常只需要简单的电气控制，对芯片的外部资源要求比较低，但同时又要求远端节点具有跟域控之间的通讯能力，还有部分远端节点需要具备一定的计算能力，用于对传感器采集到的数据进行本地化融合处理或对执行单元进行简单的控制并监控其运行状态。

传统的控制架构采用分立方案，具有独立的LIN收发器，供电LDO和MCU，存在控制板面积大、MCU资源过剩、总体成本高以及系统可靠性差等痛点。泰矽微新发布的TCHV4018L将32位M0 MCU与LIN收发器以及LDO供电进行了单芯片集成，实现了极低成本和极高的性价比的完美融合，为汽车智能传感与智能执行部件提供了极具竞争力的解决方案。TCHV4018L的单芯片解决方案将会是传统MCU+LIN+LDO分立方案整体成本的近乎一半，具有无可比拟的超高性价比。

TCHV4018L 产品特色：

• 工作电压5.5V~18V，支持40V抛负载电压

• 深度睡眠功耗70微安，支持LIN唤醒

• ARM Cortex M0 内核，48MHz 高频时钟, 64 KB 带ECC Flash和 4 KB SRAM

• 集成5V/150mA 和1.2V/10mA LDO供外部使用

• 支持4路16位的PWM输出

• 支持14位的SARADC，采样频率最高500KSPS，内部集成PGA，最大16倍增益，可以实现对5路单端信号（包含1对差分信号）的采集

• 集成2路LIN接口同时支持主从节点，其中一路内部集成收发器

• 支持1路SPI接口，最高通信速率20MHz

• 集成LIN收发器物理层和数据链路层符合LIN2.x和J2602 标准

• LIN接口支持115Kbps高速模式和20Kbps常规模式的切换

• 内部集成温度传感器，精度范围±10°C

• 电源端符合ISO7637、ISO16750浪涌与瞬态电压标准

• 封装DFN16 3mm*4mm

• AEC-Q100 Grade 1，Tj=-40°C~150 °C

图 1 系统框架图（芯片内部框图）

产品优势

TCHV4018L优势如下：

• 极致的外设资源优化和性价比

针对性极简资源配置，去除冗余，提供1个SARADC、4个PWM、1个SPI、9个GPIO、2个LIN SCI接口以及2个UART，追求极致性价比。

• 单晶片设计提高性能和可靠性

TCHV4018L 采用了领先的混合信号单晶圆工艺， 将高压模拟，嵌入式存储和其它模拟和数字外设集成于单一晶片，在成本、性能、可靠性以及尺寸等方面具有突出优势。

• 低功耗
  

得益于TCHV4018L 的单晶片设计，内部单元之间的功耗模式可以灵活配置满足各种应用场景对功耗模式的要求，典型的支持LIN唤醒模式，芯片待机功耗可以实现小于70uA 的指标，可以轻松满足几乎所有车厂对零部件功耗的要求，并给外围辅助防护电路等留出额外的功耗裕量。

• 小体积
  

基于单晶片设计，以及芯片资源做了极致优化，使得整个产品的尺寸仅有3mm*4mm，相比分立和合封的芯片方案，优势非常突出。

• 良好的LIN兼容性
  

TCHV4018L LIN 收发器和数据链路层基于泰矽微成熟LIN 收发器IP设计，可以很好满足LIN2.X 和SAEJ2602:2021 等最新的LIN 兼容性要求。

• 优异的EMC特性
  

TCHV4018L 从芯片设计阶段就重点考虑了EMC问题，在电源管理和LDO等电路设计中增加了必要的防护措施，提高了PSRR性能，使得TCHV4018L 轻松通过ISO7637、ISO16750、ISO11452、CISPR25、SAEJ2962-1等相关EMC标准的测试。

典型应用场景

TCHV4018L主要有3种应用方向：

• 执行器节点
  

直流电机、车尾灯、开关、天窗、车窗、雨刮等

• 传感器节点

雨量传感、超声波雷达、PM2.5等

• 桥接扩展应用
  

LIN to LIN桥接、LIN to UART CAN桥接、UART CAN to LIN桥接等

图 2 智能执行器应用

图 3 超声波雷达应用

图 4 LIN to LIN桥接应用

图 5 阳光雨量传感器应用

图 6 电阻式或电容式惠斯通电桥传感器

生态、工具和技术支持

中微半导体（深圳）股份有限公司（以下简称：中微半导 股票代码：688380）近日宣布，正式推出基于Arm Cortex®-M0+内核全新升级的CMS32M67电机控制系列微控制器，该系列可全面适用于智能家居、绿色骑行、白色家电、电动工具及工业电机控制等要求。

CMS32M67电机控制系列微控制器具备增强的处理能力、丰富的内部资源和外设特性，配合成熟可靠的方案支撑，能够有效应对高可靠、高精度及复杂工业电机应用控制需求。

资源丰富 打造高可靠性能

中微半导具备广泛的电机控制微控制器产品组合，针对不同的开发环境和电机类型提供不同等级产品支持，旨在以全方位、量产级、一站式解决方案，助力客户简易快速进行开发。
CMS32M67系列包括CMS32M6710、CMS32M6736E、CMS32MEBK2、CMS32M6734四款型号，主打单芯片、高集成、高可靠、高性能、高性价比及支持多种类型电机控制应用的定位。其中CMS32M6710兼顾稳定性和高可靠性，提供LQFP48、QFN32封装形式，可灵活满足不同的应用需求。

迭代升级 支持多场景应用

中微半导在CMS32M5710的基础上成功升级研发出CMS32M6710。CMS32M6710采用Arm Cortex®-M0+内核，主频72 MHz，内置±1.5%高精度内振，集成4路带前级滤波、带采保可编程差分PGA，包含一路DAC、两路比较器、高精度基准电压及转换速率1.2Msps ADC等模拟资源。同时配备Hall专用接口及32bit计数器，支持霍尔结果直接输出并带输入滤波。丰富资源搭配外设配置有助于提升整体方案可靠性，并精减外部元件，降低整体BOM成本。

CMS32M6710工作温度可达-40℃至+105℃工业级标准，提供先进的安全性，包括IEC60730 ClassB安规认证、过压、过温等多重保护功能，可检测错误并在发生错误时停止电机运行，确保系统稳定可靠运行状态。CMS32M6710性能提升满足空间敏感及复杂工业控制的应用需求，如高速风筒、落地扇、卧室扇、手持工具（方弦一体）、两轮车及洗衣机等。

中微半导为电机开发创新提供丰富的产品资源，基于CMS32M6710开发的电机控制SoC系列CMS32M6736E、CMS32M6734，可凭借高集成度、高性价比、低可替代性及丰富功能优势，更加灵活地支持客户构建全面且完善的电机控制解决方案。

CMS32MEBK2 两轮车典型方案

功能参数

• 10°以内霍尔位置自校正

• 低分辨率霍尔FOC正弦控制

• 过流保护，过欠压保护，堵转保护

• MOS内阻采样，三档限速，定速巡航，EBS刹车，防盗

方案优势

• 有霍尔电机通配度超99%

• 空载运行噪声低，高速无抖动异响

• 滑行投切柔和，无二次转把异响

• 支持第三模：方波运行无感，通配性强

开发支持

CMS32M67系列提供全面开发支持，配套EVB现已同步推出。该EVB自带CMS调试器CMS-ICE8-OB并预留调试接口，芯片引脚已引至测试接口，可方便客户快速进行测试和连接。

为了帮助客户快速启动设计，CMS32M67系列针对细分领域同时提供辅助工具套件支持。该工具可方便客户快速评估电机控制设计，无需编程即可进行电机调试，修改电机参数及运行参数，快速达成量产。

产品状态

MCU芯片种类

在了解什么是车规级芯片之前，我们先来了解一下MCU芯片种类都有哪些：

MCU芯片种类的划分主要有以上四种，分别为：商业级（也称消费级）、工业级、车规级和军用级。他们的划分标准主要有以下区别：

工作温度方面：商业级芯片的工作温度在0℃~+70℃之间。工业级芯片则能达到-40℃~+85℃。车规级芯片在耐高温方面更是能够达到125℃，工作温度为-40℃～+125℃。军用级芯片在低温方面比车规级芯片更优秀，工作温度能够达到-55℃~+125℃。

工艺处理方面：商业级芯片仅做了防水处理。工业级则是在防水处理的基础上增加了防潮、防腐、防霉变处理。车规级芯片在工业级芯片的基础上又增强封装设计和散热处理。而军用级芯片则相较车规级芯片而言更耐冲击、耐高低温、耐霉菌。

电路设计方面：商业级芯片做了防雷设计、短路保护、热保护等电路设计。工业级芯片则是在商业级芯片基础上进行了多级防雷设计、双变压器设计、抗干扰设计、短路保护、热保护、超高压保护等设计。车规级芯片在工业及芯片的基础上又增加了多重短路保护、多重热保护，和超高压保护等电路设计。而军工级芯片同样在车规级芯片基础上增添了辅助电路和备份电路设计，多级防雷设计双变压器设计。

系统成本方面：商业级芯片采用线路板一体化设计，价格低廉但维护费用较高。工业级芯片采用积木式结构，每个电路均带有自检功能。车规级同样也采用了积木式结构，但在工业级芯片的基础上增强了散热处理，造价较高维护费用也较高。军用级的造价就非常高了，维护费用也在这几类芯片中拔得头筹。

车规级芯片

在汽车制造业，就可靠性要求而言，车规级芯片无疑是要高于商业级和工业级。

而车规级芯片：顾名思义，就是应用到汽车中的芯片，它不同于日常生活中的消费品和工业品，该类芯片对可靠性要求较高，例如工作温度范围、工作稳定性、不良率等。同时，符合这一可靠性要求的车规级芯片也被认为是这个行业的最高准入门槛。

那么，车规级芯片要经过哪些验证，才能获得这一资格？

汽车市场入场券—车规级认证

1、 IATF 16949

2016年10月，国际汽车工作组（IATF）正式发布 IATF 16949:2016，取代 ISO/TS 16949:2009作为规范汽车行业质量管理的标准，新版标准的目标是规范汽车行业各组织质量管理体系的各项要求，以实现持续改进、强调缺陷预防并减少供应链中的变异和浪费。

IATF 16949:2016是全球通用的汽车行业质量管理标准，涵盖了有效运行质量管理体系（QMS）的相关要求。该标准与关键业务密切相关，因此对于许多汽车制造厂商 (OEM) 和供应商，是需要严格遵照的强制要求。

IATF成员由OEM和代表供应商的国家汽车工业协会组成。该小组建立有五个监督办公室，通常被称为IATF全球监督（办公室），用来实施并管理IATF16949认证方案。IATF是IATF16949认证的唯一认可机构，只有被IATF认可的认证机构才允许进行IATF16949认证审核，颁发带IATF认可标志的证书。

IATF16949标准是以国际上普遍接受的 ISO9001标准为基础，补充汽车工业的特殊要求而形成。它是国际汽车行业的一个技术规范，其针对性和适用性非常明确：此规范只适用于汽车整车厂和其直接的零备件制造商。这些厂家必须是直接与生产汽车有关的，能开展加工制造活动，并通过这种活动使产品能够增值。对所认证的企业资格，有着严格的限定。那些只具备支持功能的单位，如设计中心、公司总部和配送中心等，不能独立获得IATF16949:2016的认证。

对那些为整车厂家或汽车零备件厂家制造设备和工具的厂家，也不能获得IATF16949:2016的认证。

2、ISO 26262 

ISO 26262 是从电子、电气及可编程器件功能安全基本标准 IEC61508 派生出来的，主要定位在汽车行业中特定的电气器件、电子设备、可编程电子器件等专门用于汽车领域的部件，旨在提高汽车电子、电气产品功能安全的国际标准。它针对汽车电子的功能安全标准，等级从低到高分为：ASIL-A、 ASIL-B、 ASIL-C、ASIL-D。

目前ISO 26262是判断芯片产品是否具备车用资格的标志之一。

3、AEC-Q

AEC－Q系列认证是公认的车规元器件的通用测试标准。IC设计企业想要进入汽车电子领域，进入汽车电子零部件供应链，AEC－Q系列是必须获得的认证之一。

车用电子主要依据国际汽车电子协会(Automotive Electronics Council，简称AEC)作为车规验证标准，包括AEC-Q100(集成电路IC)、AEC-Q101(离散组件)、AEC-Q102(离散光电LED)、AEC-Q103（传感器）、AEC-Q104(多芯片组件)、AEC-Q200(被动组件)，其测试条件比消费型芯片规范严苛。

其中AEC-Q100是判断芯片产品是否具备车用资格的标志之一，侧重质量可靠性。其关键测试类别包括：

只有完全通过7大类别共41项测试后，才能获得AEC－Q100认证。AEC-Q系列认证，完成全部测试，平均最低时间也需要大概6个月左右。

市面上的车规级芯片

1、功率类芯片

新能源汽车是功率器件增量需求主要来源。其中，增量较大的主要是IGBT模块、SiC 模块、MOSFET 和 GaN 产品。其中新增功率器件主要用于主驱逆变器、车载充电机（OBC）、直流-直流变换器（DC-DC）等动力系统零部件。

2、计算机及控制芯片

计算及控制芯片为智能汽车之“眼”，以微控制器和逻辑IC为主，包括主控芯片和辅助芯片。从应用场景来看，计算芯片可以划分为智能座舱芯片和自动驾驶芯片、车身控制芯片。

3、储存芯片

主要用于数据存储功能，包含DRAM（动态存储器）、SRAM（静态存储器）、FLASH（闪存芯片）等。

4、传感器芯片

主要用于探测、感受外界的信号，并将探知的信息转变为电信号或其他所需形式传递给其他设备。包括CMOS图像传感器（CIS）、图像信号处理器（ISP）、激光雷达芯片等。

5、通信芯片

主要用于发送、接收以及传输通信信号，包括基带芯片、射频芯片、信道芯片、电力线载波通信芯片等。

6、模拟芯片

模拟芯片在汽车各个部分均有应用，包括车身、仪表、底盘、动力总成及ADAS，主要分为信号链芯片与电源管理芯片两大板块。

7、电源芯片

汽车电源管理芯片（PMIC）广泛应用于汽车智能座舱、自动驾驶、车身电子、仪表及娱乐系统、照明系统及BMS等场景。

8、驱动芯片

其性能的的高低决定了爬坡能力、加速能力以及最高车速等汽车行驶的主要性能指标。

9、安全芯片

汽车安全芯片属于一种车规级芯片，主要包括AEC和ISO 26262等标准，其功能为控制车辆的安全性、效率性和舒适性等。

2023年10月17日，国际公认的测试、检验和认证机构SGS于深圳为航顺芯片技术研发有限公司（以下简称“航顺芯片”）正式颁发了ISO 26262:2018汽车功能安全最高等级ASIL D流程认证证书。SGS汽车服务部南方区域总监包岩、航顺芯片董事&车规MCU首席应用专家Frank Zheng和生产部主管Luke Ma等双方代表共同出席此次活动。

SGS为航顺芯片颁发ISO 26262:2018汽车功能安全最高等级ASIL D流程认证证书

该认证标志着航顺芯片已经建立起完善的、符合汽车功能安全最高等级要求的芯片产品软硬件开发流程管理体系，同时，其车规MCU产品和服务，可完全满足顶级汽车厂商在产品设计和集成阶段的车规功能安全要求，使产品快速上市。

航顺芯片所获 ISO 26262:2018 汽车功能安全最高等级ASIL D流程认证证书

随着汽车电气化和智能化的发展，汽车的安全性愈发重要。新技术发展引入了更多的电子控制系统和传感器，这也意味着更多系统故障风险。ISO 26262标准是当前全球公认的汽车功能安全流程标准，该标准针对汽车主机厂及其全球供应商，覆盖产品全生命周期，包括功能安全管理、系统阶段开发、软硬件阶段开发，支持流程、安全分析、产品发布的所有环节。标准化技术规范的指导和应用，将使汽车电气或电子系统故障的风险降到最低，减少相关交通事故发生。

颁证仪式现场

经过SGS严格审核，航顺芯片构建的功能安全标准开发流程体系完全符合ISO26262:2018标准要求，并获得ISO 26262汽车功能安全最高等级ASIL D流程认证证书。这将为航顺芯片未来的汽车功能安全产品开发奠定坚实基础。

通过这次认证过程，航顺芯片进一步梳理了全生命周期的功能标准开发流程，提升了功能安全团队的管理能力，全方位锻造了一支软硬实力兼具，既有专业技能又具备管理能力的车规MCU芯片团队。2021年开始，航顺芯片车规SoC HK32AUTO39A、HK32A04AA等多个家族通过AEC-Q100标准认证，为车身控制、车用照明、影音娱乐系统、车载导航等多种车用场景提供高性价比、高可靠性开发之选，并已广泛应用在多家顶级汽车品牌的主流产品上。

关于航顺芯片

深圳市航顺芯片技术研发有限公司2013年成立，在成都、上海设立分公司和办事处，致力以“车规SoC+高端MCU超市双战略、让万物互联更智慧，智慧生活更美好”为使命，实现“HK32MCU为核心、打造航顺无边界生态平台级企业”的伟大愿景。航顺HK32MCU分为经济型、主流型、低能耗型、高性能型、专用型和创新型，量产应用于汽车、工业、家电、物联网等数千家客户。航顺芯片共计完成八轮战略融资合计数亿元，先后获得福布斯/胡润全球独角兽、中国IC独角兽、国家级专精特新重点“小巨人”企业、国家级重点集成电路设计企业、国家级高新技术企业等。

关于SGS全球功能安全技术中心

SGS是国际公认的检验、鉴定、测试和认证机构，是质量和诚信的基准。SGS全球功能安全技术中心是德国 DaKKS 授权的汽车功能安全培训、咨询和认证机构，是国内外多家知名车企及零部件供应商的功能安全合作伙伴。技术中心负责人 Martin Schimt 是 ISO 26262的发起者和起草人，目前 SGS 的汽车功能安全专家超过80人，已经为全球客户颁发 ISO 26262功能安全认证证书超过335张。

本视频将介绍MCU芯片温度等级。