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人人都能定義芯片:智能高低邊開關(guān)

2023/09/05
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聊到芯片定義,相關(guān)人員習(xí)慣談PPA,或者習(xí)慣對標(biāo)競品,這其實更多是關(guān)注果,而針對果的因,則較少提及;

最初芯片定義相關(guān)活動的質(zhì)量,直接關(guān)系影響到芯片的一次成功性和競爭性力,或者說白一點,直接影響了能不能賣,好不好賣;

而針對芯片的定義,國內(nèi)大部分中小公司都是研發(fā)領(lǐng)導(dǎo)兼職,更多還是從果上出發(fā)

小二斗膽結(jié)合部分公開優(yōu)秀材料(智能高邊開關(guān))進(jìn)行整理,拋磚引玉,歡迎大家留言交流討論;

1、產(chǎn)品三問

這里問題不關(guān)心市場部分以及成本等方面,雖然他們也很重要

一問場景:用在什么系統(tǒng)里面,控制對象具有哪些特點?具有哪些失效?

二問功能:在系統(tǒng)里面,需要提供哪些功能?

三問性能:針對需要提供的功能,是否有約束性條件(性能)?

2、系統(tǒng)特點

比如針對本文介紹的智能高低邊開關(guān),典型的應(yīng)用場景是汽車ECU中,用于提供包括加熱,配電,驅(qū)動泵等;

紅框:High Side Switch,HSS

針對汽車ECU高邊開關(guān),典型的控制對象是控制電源,示意圖如上圖,是不是感覺一個開關(guān)如此簡單,輸入也是那么單一/簡單/一眼看穿;

然而,如果基于場景去看該系統(tǒng)的特點,具有如下容易忽視而又無法忽視的問題

電源輸入方面,

傳統(tǒng)燃油車為例,基本由電池或者發(fā)動機(jī)供電,如下圖

供電電壓通常為12.6V(發(fā)動機(jī)不工作),14.55V(發(fā)動機(jī)運行),而發(fā)動機(jī)的發(fā)電電壓隨著不同溫度變化,

同時,受限于發(fā)動機(jī)功率,其輸出電壓存在周期性的波動

VAR=3V(峰峰值),fAR=[1kHz;20kHz]

而在發(fā)動機(jī)點火時候,電壓還有較大的波動,如下圖

VCRK_MIN:3~5.5v,VCRK_OSC:7V,VBAT_STD:12.6V,VBAT_RUN:14.5V,tCRK:65ms,tLaunch:10s

由于啟停/制動能量回收等功能,電壓也隨著車速而波動

可以看到,平時說的12V電池供電,原來在場景下,系統(tǒng)看如此復(fù)雜,如果你沒有這部分的了解,如何保證你抄襲出來的芯片能適應(yīng)如此的工作環(huán)境?

此外,除了上述的電氣特性,不同ECU的供電以及休眠狀態(tài)也是不一樣的;如下圖,X_15代表的是代表的是停車狀態(tài)下供電斷開,X_30代表的是停車狀態(tài)下長供電;這背后會對于設(shè)計又會帶來哪些限制性?如果整車要求工作15年沒有問題,你如何計算器件的工作時間?

異常場景,針對短如下圖的短路場景,輸入的電池反接,電池沒電情況下外搭電等場景,萬一出現(xiàn),如何保障系統(tǒng)的可靠運行?

輸出場景/負(fù)載特性

針對高邊開關(guān)的負(fù)載,可以分容性,感性,阻性負(fù)載,針對不同負(fù)載類型,針對上下電,正常工作,異常狀態(tài)下,具體如何?控制對象本身對于供電的要求又是如何?

比如針對感性負(fù)載,關(guān)斷時候產(chǎn)生的負(fù)壓,應(yīng)該如何應(yīng)對?

3、功能和性能,約束條件

基于上述的場景和系統(tǒng)分析,我們定義的芯片,從系統(tǒng)角度,需要支持哪些功能;先放幾張圖片,如果有興趣再寫一篇

 

本文圖片引用來自英飛凌相關(guān)技術(shù)文檔

補(bǔ)充說明:

針對汽車的高低邊開關(guān),有不少朋友詢問,目前已經(jīng)匯總的廠家有:

中科賽飛,圣邦微,領(lǐng)芯電子,廣東鴻翼芯,納芯微,穩(wěn)先微,希荻微

小二計劃九月中旬發(fā)布國產(chǎn)高低邊驅(qū)動的應(yīng)用及廠家文章,如有已經(jīng)小批量/批量的遺漏的品牌,歡迎后臺留言;

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