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汽車電腦ECU芯片淺析

來源：

2023-07-19

類別：汽車電子

拍明芯城

　　ECU的全稱是Electronic Control Unit，即電子控制單元，俗稱“汽車電腦”、“行車電腦”、“車載電腦”等，他們的主要用途就是控制汽車的行駛狀態(tài)以及實現(xiàn)其各種功能。而我們通常把ECU理解成Engine Control Unit，即發(fā)動機控制單元，也就是下圖里的控制模塊。

　　圖1、ECU

　　按用途來講ECU是汽車電腦。它類似于普通的電腦，也有微處理器、存儲器、輸入/輸出接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和通信芯片等元器件組成。

　　圖2、ECU主板

　　大部分ECU電路結(jié)構(gòu)大同小異，控制功能的變化主要依賴于軟件及輸入輸出模塊的變化，隨控制系統(tǒng)完成任務(wù)的不同而存在差異。每輛車可以配置多個ECU，包括發(fā)動機控制模塊、變速箱控制模塊、動力總成控制模塊、制動控制模塊、防抱死制動系統(tǒng)、車身控制模塊、懸架控制模塊、電池管理系統(tǒng)和與車輛中的特定子系統(tǒng)相關(guān)的其他ECU等。ECU通常由以下部分組件組成：1、微控制器 - 微控制器是ECU的核心器件。微控制器接收所有輸入，并使用提供的軟件例程進行邏輯處理以提供所需的輸出。這些微控制器讀取或?qū)懭隨RAM、FLASH、RAM或EEPROM存儲器。存儲器用于存儲不同的軟件組件，無論是引導(dǎo)加載程序還是實際固件以及處理不同任務(wù)所需的其他軟件參數(shù)。2、輸入部分 - 我們可以將ECU的輸入定義為兩類：1)電源 - 為ECU提供輸入電壓和電流，以啟動并保證軟件正常運行;2)模擬量輸入和數(shù)字量輸入 - 這些是ECU最關(guān)鍵的組件之一，其輸入的值是影響子系統(tǒng)功能的關(guān)鍵因素。3、輸出部分 - 根據(jù)輸入數(shù)據(jù)進行處理后產(chǎn)生輸出，輸出可能驅(qū)動以下器件，如用于執(zhí)行器驅(qū)動器(繼電器、噴射器、閥門)，或用于伺服電機的H橋驅(qū)動器，或邏輯輸出。4、通信鏈路 - 傳感器和ECU的位置可能位于不同的位置，從而需要在這兩者之間建立通信鏈路。有時一輛車可能包含超過80個ECU，而某些ECU的輸出依賴于其他的 ECU所產(chǎn)生的輸入。因此，需要ECU內(nèi)部和ECU之間的通信。因此，在一個ECU中建立了CAN總線協(xié)議、LIN協(xié)議、Flexray等不同通信協(xié)議的通信鏈路。5、軟件 - 這是最重要的組件，包括啟動控制器所需的引導(dǎo)加載程序、不同的配置參數(shù)以及處理不同輸入和提供準確輸出所需的決策邏輯。

　　圖3、特斯拉Model 3的ECU主板

　　接下來，我們梳理了9款不同ECU的部分芯片，以實例說明元器件選型。1、特斯拉Model 3

品牌	型號	描述
意法半導(dǎo)體(ST)	GK026	24顆SiC FETS
意法半導(dǎo)體(ST)	STGAP1AS	6顆汽車用電流隔離單重柵極驅(qū)動器
德州儀器(TI)	TMS320F28377DPTPQ	1款MCU，具有800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB閃存、EMIF、16位ADC的C2000? 32位MCU
安森美(ONSEMI)	TCA0372BDW	1款雙功率運算放大器
德州儀器(TI)	LMV844	1款精密運算放大器
微芯(MICROCHIP)	25LC256E	1款EEPROM
德州儀器(TI)	SN65HVD1040A	2顆CAN總線收發(fā)器
恩智浦(NXP)	TJA1021	1款Lin總線收發(fā)器
博通(BROADCOM)	ACPL-C87BT-000E	1款光隔離放大器
英飛凌(INFINEON)	TLF35584QVVS2	1款DC/DC開關(guān)穩(wěn)壓器
TDK	VGT22EPC-222S6A12	1款VGT系列反激變壓器
-	-	阻容感、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件等等

　　表1、特斯拉Model 3的ECU

　　2、特斯拉Model Y

品牌	型號	描述
意法半導(dǎo)體(ST)	STGAP4S	6顆汽車用電流隔離單重柵極驅(qū)動器
德州儀器(TI)	TMS320F28377DPTPQ	1款MCU，具有800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB閃存、EMIF、16位ADC的C2000? 32位MCU
ACC	T5977510	2顆紅外溫度傳感器
德州儀器(TI)	ISO7741FQ	1款數(shù)字隔離器
德州儀器(TI)	ISO7762FQ	1款高性能增強型六通道數(shù)字隔離器
德州儀器(TI)	AMC3330-Q1	1款具有完全集成的隔離式直流/直流轉(zhuǎn)換器的精密隔離式放大器,能實現(xiàn)器件低側(cè)的單電源運行
伊頓/庫柏BUSSMANN(EATON/COOPER BUSSMANN)	TS-10A05F	1款熔斷器
伊頓/庫柏BUSSMANN(EATON/COOPER BUSSMANN)	T10AH500V	1款500V保險絲
-	16324 1TC TC14427 2212	1款安全保護控制器
-	-	阻容感、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件等等

　　表2、特斯拉Model Y第四代ECU

　　3、眾泰T700

品牌	型號	描述
意法半導(dǎo)體(ST)	ST10F275-CFG	1顆16位車規(guī)級微控制器，集成閃存跟RAM，集成CAN、PWM、ADC等功能，非常適合車身控制應(yīng)用
意法半導(dǎo)體(ST)	L9929	1款半橋直流步進電機控制驅(qū)動器，SPI受控H- BRIDGE
意法半導(dǎo)體(ST)	L9826	1款用于電阻和電感負載的八通道低側(cè)驅(qū)動器,具有串行/并行輸入控制、輸出保護和診斷
意法半導(dǎo)體(ST)	ACXD063 U1100301	1款運算放大器
博世(BOSCH)	6A930	1款汽車發(fā)動機噴油驅(qū)動芯片
博世(BOSCH)	L05173	1款汽車電源芯片
英飛凌(INFINEON)	BSP75N	1款采用Smart SIPMOS技術(shù)的N通道垂直功率FET
德州儀器(TI)	LM2904D	1款運算放大器
飛利浦(PHILIPS)	74HC08	1款2輸入與門
飛利浦(PHILIPS)	74HC132	1款施密特觸發(fā)器
威世(VISHAY)	SM8A27	1款瞬態(tài)抑制二極管
-	-	阻容感、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件等等

　　表3、眾泰T700的ECU

　　4、奔馳ESP系統(tǒng)的ECU

品牌	型號	描述
意法半導(dǎo)體(ST)	ST10C167-Q3/A6	1顆16位車規(guī)級MCU
英飛凌(INFINEON)	SAK-C167CR-LM	1顆16位CMOS單芯片微控制器
飛利浦(PHILIPS)	D58345	1款汽車電腦板驅(qū)動芯片
德州儀器(TI)	B57493	1款汽車發(fā)動機通用芯片和汽車ECU電腦驅(qū)動發(fā)動機控制芯片
意法半導(dǎo)體(ST)	ST5P08C3	1款EEPROM
德州儀器/美國國家半導(dǎo)體(TI/NSC)	LM2904M	1款運算放大器及比較器
AMD	AM29F400BB-90SE	1款汽車存儲芯片
博世(BOSCH)	30424	1款汽車電腦板驅(qū)動芯片
博世(BOSCH)	30430	1款汽車電源芯片
博世(BOSCH)	30028	1款汽車驅(qū)動晶體管
博世(BOSCH)	30344	1款汽車ECU驅(qū)動芯片
博世(BOSCH)	30348	1款汽車電機/電磁閥驅(qū)動芯片
英飛凌(INFINEON)	BSP75N	1款采用Smart SIPMOS技術(shù)的N通道垂直功率FET
NEC	PD43256BCU-70Y	1款RAM芯片
意法半導(dǎo)體(ST)	ST95P08C3	1款邏輯芯片
-	-	阻容感、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件等等

　　表4、奔馳ECU

　　5、奔馳S350

品牌	型號	描述
恩智浦(NXP)	MPC564	1顆32位MCU
恩智浦(NXP)	SC667035MZP56	1顆MCU
恩智浦(NXP)	TJA1040T	1顆CAN收發(fā)器
恩智浦(NXP)	TJA1041AT	1顆CAN高速收發(fā)器
英飛凌(INFINEON)	TLE6244X	1顆18通道電源開關(guān)芯片
英飛凌(INFINEON)	TLE7209-2R	1顆汽車發(fā)動機電腦節(jié)氣門怠速閥控制芯片
飛利浦(PHILIPS)	BUK138-50DL	1款MOSFET
意法半導(dǎo)體(ST)	M58BW016DB70T3F	1款2MB Flash
德州儀器(TI)	LM2904	1款運算放大器
安世(NEXPERIA)	74HC00D	1款2輸入端與非門
博世(BOSCH)	30522	1款汽車氧傳感器驅(qū)動芯片
博世(BOSCH)	30427	1款汽車電腦板驅(qū)動芯片
博世(BOSCH)	30591	1款共軌電腦電源驅(qū)動芯片
博世(BOSCH)	30521	1款汽車點火驅(qū)動芯片
博世(BOSCH)	30471	1款汽車電腦板芯片
NEC	B58944D43256BGU-70Y	1款汽車電腦板驅(qū)動芯片
-	-	阻容感、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件等等

　　表5、奔馳S350的ECU

　　6、五菱宏光ECU

品牌	型號	描述
意法半導(dǎo)體(ST)	ST10F275-CFG	1顆16位車規(guī)級微控制器，集成閃存跟RAM，集成CAN、PWM、ADC等功能，非常適合車身控制應(yīng)用
意法半導(dǎo)體(ST)	L9929	1款半橋直流步進電機控制驅(qū)動器，SPI受控H- BRIDGE
意法半導(dǎo)體(ST)	L9826	1款用于電阻和電感負載的八通道低側(cè)驅(qū)動器,具有串行/并行輸入控制、輸出保護和診斷
意法半導(dǎo)體(ST)	ACXD063 U1100301	1款運算放大器
博世(BOSCH)	6A930	1款汽車發(fā)動機噴油驅(qū)動芯片
博世(BOSCH)	L05173	1款汽車電源芯片
英飛凌(INFINEON)	BSP75N	1款采用Smart SIPMOS技術(shù)的N通道垂直功率FET
德州儀器(TI)	LM2904D	1款運算放大器
飛利浦(PHILIPS)	74HC08	1款2輸入與門
飛利浦(PHILIPS)	74HC132	1款施密特觸發(fā)器
威世(VISHAY)	SM8A27	1款瞬態(tài)抑制二極管
-	-	阻容感、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件等等

　　表6、五菱宏光ECU

　　7、長城哈弗H7

品牌	型號	描述
英飛凌(INFINEON)	SAK-TC1728N-192F133HR AC	1顆32位iCore微控制器，是AUDO MAX系列中入門級產(chǎn)品
英飛凌(INFINEON)	TLE8209-2E	1顆馬達/運動/點火控制器和驅(qū)動器
安世(NEXPERIA)	BUK9640-100A	1款N溝道增強型MOS管
安世(NEXPERIA)	BUK9K29-100E	1款雙路場效應(yīng)管
安世(NEXPERIA)	絲印91955B	1款MOS管
博世(BOSCH)	SMD284	1款壓力傳感器
博世(BOSCH)	40103	1款ECU芯片
恩智浦/飛思卡爾(NXP/FREESCALE)	SC900685A3AE	1款電源管理芯片
恩智浦(NXP)	74HC08	1款2輸入與門
聯(lián)合汽車電子(UAES)	0D097	1款發(fā)動機噴油驅(qū)動芯片
飛利浦(PHILIPS)	74HCT14	1款施密特觸發(fā)器
提迪凱/愛普科斯(TDK/EPCOS)	絲印B1938	1款車規(guī)共模電感(扼流圈)
安森美/飛兆(ONSEMI/FAIRCHILD)	絲印1G20AL	1款MOS管
-	-	阻容感、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件等等

表7、長城哈弗H7的ECU

8、奧迪A4L

品牌	型號	描述
英飛凌(INFINEON)	SAKCIC751	1顆32位微控制器
英飛凌(INFINEON)	TLE8209-2R	1顆伺服驅(qū)動和運動控制芯片
德州儀器(TI)	LM2902KVQ	1款工作溫度范圍為-40°C至125°C的四路、30V、1.2MHz、ESD經(jīng)過改進 (2kV) 的運算放大器
德州儀器(TI)	LM2901Q1	1款差分比較器
博世(BOSCH)	SMD284	1款壓力傳感器
博世(BOSCH)	30586	1款點火驅(qū)動芯片
博世(BOSCH)	40009	1款ECU芯片
博世(BOSCH)	30651	1款噴油驅(qū)動芯片
博世(BOSCH)	40077	1款高壓共軌電源芯片
博世(BOSCH)	30615	1款ECU驅(qū)動芯片
飛利浦(PHILIPS)	74HCT14	1款施密特觸發(fā)器
飛利浦(PHILIPS)	BUK9222-55A	1款N溝道增強型場效應(yīng)管
飛利浦(PHILIPS)	74HC02D	1款2輸入或非門
提迪凱/愛普科斯(TDK/EPCOS)	絲印B1938	1款車規(guī)共模電感(扼流圈)
安森美/飛兆(ONSEMI/FAIRCHILD)	UR620C	1款功率三極管
安森美/飛兆(ONSEMI/FAIRCHILD)	76633S	1款MOS管
-	8909000938	1款電子風(fēng)扇/碳罐電磁閥控制芯片
-	-	阻容感、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件等等

表8、奧迪A4L的ECU

9、寶馬mini

品牌	型號	描述
NEC	D70F3403AGC	1款汽車MCU
英飛凌(INFINEON)	IPD50P04P4L	1款P溝道MOS管
意法半導(dǎo)體(ST)	絲印P3240HX	1款芯片
尼吉康(NICHICON)	4700uF35V	1款鋁電解電容
奧托立夫(AUTOLIV)	16006B	1款定制芯片
奧托立夫(AUTOLIV)	16012A	1款定制芯片
奧托立夫(AUTOLIV)	E16007B	1款定制芯片
-	絲印605452100B 16013B	1款芯片
-	-	阻容感、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件等等

　　表9、寶馬mini的ECU

　　上述9款汽車ECU的芯片，除了眾泰T700和五菱宏光高度相似，其他ECU的芯片選型都有所不同。這與車規(guī)級芯片的高認證標準和要求有關(guān)。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平臺，過去數(shù)年已積累了車規(guī)芯片的優(yōu)勢貨源。我們聚焦服務(wù)元器件長尾客戶群，讓每一家芯片原廠或分銷商的每一款芯片，在Design In、Design Win和流通中更高效，幫助工程師的方案選型、試樣及采購，為電子產(chǎn)業(yè)供需略盡綿薄之力。

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責(zé)任編輯：David

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