智能化与电动化已成为汽车市场发展的两大主流方向，其中智能化需求正对整个汽车电子电气架构提出新的挑战。传统架构中的一些孤岛控制单元通常只需要实现简单的电气控制，对芯片外部资源要求较低，但同时又要求远端节点具有与域控之间的通讯能力；部分远端节点还需具备一定的计算能力，用于对传感器采集的数据进行本地融合处理，或对执行单元进行简单控制并监控其运行状态。
传统控制架构多采用分立方案，系统由独立的LIN收发器、供电LDO、MCU、AFE等多颗芯片组成，存在控制板面积大、MCU资源过剩、总体成本高、系统可靠性差、EMC性能不足等痛点。泰矽微新发布的TCHV5018是其混合信号产品系列的新成员，将32位CortexTM M0 MCU与LIN收发器以及高压供电LDO进行了单芯片集成，实现了低成本与高性价比的完美融合，为汽车智能传感与智能执行部件提供了更具竞争力的解决方案。
在当前8吋晶圆产能紧缺、LIN收发器和LDO晶圆供应严重受限的环境下，同类竞品采用的多晶片合封产品也面临严峻的交付问题。TCHV5018采用12吋晶圆工艺单晶片设计，在成本和可靠性上具有明显优势，在产能支持和交付方面也更具长期可持续性。
● 工作电压5.5V~18V，支持40V抛负载电压
● 深度睡眠功耗低于50μA，支持LIN唤醒
● ARM Cortex-M0内核，48MHz主频时钟，32kHz 低频时钟
● 产品有128KB 和64KB 两种Flash容量，128KB flash 型号由两个独立64KB单元组成，支持A/B 备份、OTA升级
● QSPI接口支持外部存储扩展
● 50mA高压LDO，3.3V、5V可配置，良好兼容外部3.3V或5V接口电平
● 1.2V、10mA参考输出
● 12路16bit高级PWM通道，支持4对互补输出支持步进、BLDC电机控制
● 1个16bit通用定时器支持3路PWM、Capture、Compare，支持正交编码位置传感输入
● 3个16bit基本定时器
● 1个24bit Systick定时器
● 最多42个GPIO(QFN48)
● 14位SAR ADC，采样频率最高500KSPS，支持硬件同步触发或软件触发采样
● 内部集成两级PGA，8*(1x-16x)可调增益，可以实现8对差分信号采集
● 5uA-125uA可调恒流源输出用于温度、电阻、电桥检测
● 16路外部ADC输入通道，可配置为差分输入，VS电压和温度采集通道内部集成
● 集成2路LINSCI，同时支持主、从节点，其中一路内部集成收发器
● 1路SPI接口，最高通信速率20MHz
● 1路I2C接口，支持400KHz通讯速率
● 2路LIN SCI、UART
● 集成LIN收发器物理层和数据链路层符合LIN2.x、ISO17987和SAE J2602:2021标准
● LIN接口支持PWM输入和输出
● BSM模式LIN节点自动寻址功能
● LIN接口支持115Kbps高速模式和20Kbps常规模式
● 高压输入电源端满足ISO7637和ISO16750浪涌和瞬态电压标准
● 三种可选封装：QFN48 6mm*6mm，QFN32 5mm*5mm，QFN20 4mm*4mm封装
● AEC-Q100 Grade 1, Tj = -40 °C ~ 150 °C
图1 系统框架图
表1 产品型号表
● 极致的外设资源优化和性价比
针对性地极简资源配置，去除冗余，降低芯片成本。集成高压LDO、LIN收发器、PGA、 恒流源输出、差分ADC输入、电压监控、温度监控等混合信号特色功能。
● 单晶片设计提高性能和可靠性
TCHV5018系列采用领先的混合信号单晶圆工艺，将高压模拟、嵌入式存储及其他模拟和数字外设集成于单一晶片，在成本、性能、可靠性和尺寸等方面优势突出。
● 低功耗
得益于TCHV5018系列的单晶片设计，内部单元之间的功耗模式可灵活配置，满足不同应用场景对功耗模式的要求。典型地支持LIN唤醒模式，待机功耗小于70μA，可轻松满足几乎所有车厂对零部件功耗的要求，并为外围辅助防护电路留出额外的功耗余量。
● 小体积
基于单晶片设计及芯片资源的极致优化，使得产品封装尺寸更小，相较分立和合封的芯片方案优势突出。
● 良好的LIN兼容性
TCHV5018系列的LIN收发器及数据链路层基于泰矽微成熟LIN收发器IP设计，可满足LIN2.x、ISO17987和SAE J2602:2021等最新LIN兼容性要求。
● 优异的EMC特性
TCHV5018系列在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，可轻松通过ISO7637、ISO16750、ISO11452、CISPR25、SAE J2962-1等相关EMC标准测试。
TCHV5018系列可以覆盖LIN通讯接口的远端智能节点，主要有4大类应用方向：
● 控制类应用
开关面板、组合开关、车灯、尾门控制、后视镜调节等。
图2 开关类应用
● 电机类应用
大功率直流有刷电机、大功率BLDC、步进电机、天窗、升窗机、座椅、泵类、阀类、座椅调节和通风按摩等。
图3 电机驱动应用
● 传感类应用
温度检测、压力检测、压阻电桥检测、雨量光线传感、超声波雷达、PM2.5、CO2、AQS、ＮOｘ、电流传感器等。
图4 传感器应用(多合一)
● 通讯桥接扩展
LIN to LIN桥接，LIN to UART CAN桥接， LIN to SPI、I2C、UART桥接等。
图5 LIN to LIN, LIN to UART/I2C/PWM/SPI桥接应用
为便于用户快速进行方案的评估，助力项目快速落地，泰矽微提供TCHV5018系列的EVK开发板供用户申请，并提供完整的SDK开发包，具体可通过sales@tinychip.com.cn咨询。
▼ 5018上位机lin OTA界面
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