新能源浪潮加速袭来。根据全国乘联会最新数据,今年5月新能源车国内零售渗透率达6.6%,较上年同期提升15个百分点。
随着电动汽车越来越普及,用户以及市场对电动汽车续航能力、充电速度以及安全要求也不断提升。作为电池“管家”,bms(电池管理系统)在保障电动汽车安全运行和提升续航时间等方面发挥着关键作用。
优秀的bms可以精准地监控电池状态,优化整包电池可用容量,提升电池续航时间和循环寿命,缓解用户的里程焦虑;同时,除了传统的三元锂电池,磷酸铁锂电池的流行也带来新的挑战,优秀的bms可以对电压电流、温度等精准采集,尽早发现潜在的风险,确保动力电池的安全性,进而保障消费者的生命财产安全。
由于电芯性能天然存在差异,为了实现上述功能,优秀的bms系统需要对电池所有电芯进行精准监控,而这需要强大的算力和复杂的算法支撑。如今,越来越多的bms厂商开始采用芯驰科技e3430作为下一代bms的主控芯片,来提高动力电池的续航能力和安全性。
今年4月12日,领先的车规芯片企业芯驰科技发布了高性能高可靠车规mcu e3控之芯。该系列产品可以为各类soc和均衡算法的实施提供充沛的算力,支撑高端bms、磷酸铁锂bms等系统的不断优化和提升,可以让bms产品整体性能得到质的飞跃。
e3共5个系列产品都已向客户开放样品和开发板申请。其中,e3430包含2对cortex-r5f高性能实时内核cpu,功能安全等级达到asil d,很好地满足了高性能和高可靠的需求。
e3430
e3430最多可以提供三个主频达600mhz的arm cortex r5内核,功能安全等级达到asil d,温度等级达到aec-q100 grade 1。
芯驰高性能高可靠mcu e3430产品框图
高性能多核cpu:
e3430具备两对双核锁步的arm-cortex r5 cpu cluster,主频高达600mhz。其中cpu cluster 1工作在lock-step模式,cpu cluster 2可以由用户根据应用场景配置为lock-step模式或者split模式。e3430最多可以提供3个独立运行的cpu并且都工作于600mhz的时钟频率,cpu算力高达3600dmips。
大容量片上存储:
3mb片上sram和384kb ecc sram,2对r5 cpu内核还分别配置了32kb i-cache、32kb d-cache,另有128kb的tcm存储器可以不经由总线以极低的延迟为cpu提供关键代码和数据,保障cpu性能的充分发挥。
丰富的外部存储扩展:
2个xspi高速接口,用于支持包括quad-spi/octal-spi nor flash、 hyperflash和hyperram,2个sehc接口用于支持sd/sdio和emmc存储。
丰富的通信接口:
16个can-fd、 16个lin、 2个支持tsn的千兆以太网和2个flexray,以及一个usb2.0接口。8个共支持32个spi设备节点的spi模块(使用模块片选信号)以及200个以上的可用i/o资源。这些丰富的外设资源有助于保障建立更多的管理和监控通道,应对不同电芯拓扑所带来的挑战。
模拟接口:
内置3个12-bit saradc,4个analog comparator,支持单端和差分输入模式,共支持48路外部模拟信号接口。
采用bga324封装,提供丰富i/o接口,每个数字i/o都具有gpio功能且可以作为外部中断源输入。
功能安全等级支持asil d,采用双核锁步cortex-r5,所有sram上都配置了错误检查和校正(ecc),在安全相关的外设上都配置了端到端(e2e)保护。
内置硬件信息安全模块,不仅支持经典公钥、哈希、对称加密和随机数生成算法,同时还支持国密商密sm2/3/4/9算法。
基于e3430的bms推荐方案
为了方便用户能够更快地了解e3430产品的特性,芯驰提供了基于e3430的bms推荐方案。
e3430推荐方案
应用优势:
✓
采用双核锁步cpu架构,具有多核、高主频的cpu设计;可以支撑当前及未来主流bms对于算力和运算安全性的需求
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集成丰富的通信及控制接口,丰富的i/o资源,不仅可以满足bms应用需求,也支持对应用集成
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可支持asil d级别功能安全系统设计,具有独立信息安全模块(hsm),支持国密商密相关算法
mcal和ssdk软件包
在车规mcu领域,大部分用户都会采用autosar标准的软件包。芯驰针对e3430提供满足autosar标准的mcal,实现微控制器、存储、通信和i/o等硬件的驱动程序,可以支持vector、eb、普华、etas、东软睿驰、恒润(排名不分先后)等国内外主流autosar厂商的软件平台。为便于客户评估这些基本驱动模块,芯驰提供了autosar demo程序,在设定的应用场景中展示这些基本模块的调用。
值得一提的是,为帮助客户顺利地运用e3430的各类安全机制,芯驰还提供基于autosar的功能安全软件库。用户可以参考功能安全手册,使用这些软件来完成最终的功能安全设计,实现各个功能模块的自检管理、故障应对、故障监控和事件记录。
此外,芯驰还为e3430 mcu开源提供基于freertos的ssdk软件包,主要包括操作系统、中间层和范例程序三个部分。
操作系统部分包含了freertos操作系统内核和适用于芯驰e3的bsp软件。bsp软件具体又囊括了cpu配置、系统模块配置、内外部存储驱动、各类外设和数模i/o驱动、外部器件驱动(以太网phy、can收发器、lin收发器、sbc等)和电源管理。
在中间层,芯驰提供了丰富的组件来满足不同客户的需求,如ota服务、安全启动服务、信息安全服务、马达控制软件库、功能安全软件库、lwip协议栈、flash虚拟eeprom等。
应用层软件部分,芯驰提供了丰富的范例程序,包括但不限于ota升级、汽车以太网网关等。
在开发环境上,芯驰也已经可以支持iar、greenhills和gcc编译器,以及j-link, lauterbach等常用的调试器。
e3600/e3400/e3200系列产品
除了e3430,e3还有多款mcu产品推向市场,包括与e3430 pin-to-pin兼容的e3640(明星产品介绍 | e3640高性能多核mcu:面向域控制器解决方案,助力汽车电子电气架构升级),及采用lqfp176封装的e3210,包含1对400mhz cortex-r5f cpu和1mb sram。
e3600/e3400/e3200系列产品均已向客户开放样品和开发板申请,预计在今年第三季度实现量产,有助于客户应对“缺芯”挑战。
芯驰e3600/e3400/e3200系列产品可以轻松地在同系列产品中实现升级迭代。e3全系列产品在系统架构上均采用arm cortex r5内核,且各类外设模块在硬件上相似、兼容,这也带来软件上的高兼容性。通过一套工具链和软件包,用户可以对不同型号产品进行编程开发。
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