TI可以为客户提供更多的选择。2022年12月9日，在盖世汽车主办的2022年第三届混合技术发展论坛上，德州仪器中国区MCU产品技术经理鲁静介绍，为了满足高电压、集成化和高安全性的行业需求，TI推出了基于ARM内核的第三代C2000 DSP和AM263X实时MCU产品，提供多种引脚数、存储器和封装选择，满足集成通信、功能安全和信息安全的需求。
德州仪器中国区MCU产品技术经理
组织以下演讲内容:
德州仪器是一家半导体芯片公司。我们的业务涵盖芯片的研发、制造、测试和销售。TI拥有8000多种模拟和数字产品，全球近10万客户分布在工业汽车、消费电子、企业市场和通信市场。今天我们就来重点介绍一下TI在汽车电动化领域的MCU产品。
TI于1986年进入中国，36年来，我们一直在扩大我们在中国的本地服务系统。目前，TI在成都有一个综合制造基地，在北京、上海和深圳有RD团队。我们还在上海和深圳设有产品分销中心，以及近20个销售和技术支持分支机构，为中国的客户提供全方位的支持。
德州仪器汽车电气化MCU解决方案
近年来，电动化、智能化、网联化等汽车产业发展趋势也带来了诸多技术挑战。在电动化领域，市场趋势要求汽车的电驱动速度越来越快，纯电动续航里程越来越长，充电时间需要更快，电力转换效率需要更高，要支持SiC等功率器件，PWM变频控制的开关速度也会变得更快，同时保证电力系统的功能安全。
在智能领域，要求芯片具有更强的计算能力，支持多传感器融合。联网要求汽车在互联互通的同时保证数据安全和网络安全。基于这些技术趋势，MCU产品将具有几个共同特征:
首先是高性能，其次是信息安全和功能安全越来越重要，这就要求MCU产品不仅要考虑主频，还要考虑整个系统的功能安全。
今天很多嘉宾都提到汽车行业非常浩繁。这个体量的另一个表现就是整个产品的开发周期越来越短。作为半导体供应商，我们需要提供更好的软件开发环境和知识库，让客户快速开发产品，我们需要更好地实现产品重用。
首先看一下整个车身的MCU布局。我们选择了几个大家可能感兴趣的MCU应用。针对自动驾驶的雷达处理，TI推出了AM27系列产品，包括一对R5锁步内核和一个C6000 DSP内核。TI的DSP有二三十年的历史，所以我们在数字信号运算方面的性能非常优越，可以很好的处理雷达信号。同时TIAM27也非常适合语音信号处理，可以支持个性化产品的开发。
另外，汽车正在向域控制器发展，未来车身各模块之间的数据传输流量会越来越高，目前的LIN和CAN将难以满足需求。从长远来看，车载以太网可能很快就会落地，所以TI推出了AM24系列产品，可用于车身网关或域控制器。
今天的主角是C2000和AM26，它们将更多地用于电控、电驱动和其他电气化领域。TI所有的产品都是基于统一的架构，基于统一架构的整个开发过程会更快。
我们把电气化的过程分为两部分。第一部分是电驱动，包括混合动力系统、电驱动部分、车身空调等等。
此外，就是电控部分，如插电式混合充电OBC、车身高低压转换的DC/DC转换器等。这些应用的共同特点是实时控制，即能够快速采集板卡上的信号，通过一系列操作快速实现实时控制。
针对这种实时应用，TI推出了两个系列的产品，第一个是左边的C2000系列，已经在市场上很多厂商中广泛使用；右边是我们去年推出的AM26x系列产品。这种产品将于本月批量生产。
两款产品的共同特点是拥有TI高性能实时控制单元，包括高通量ADC模块、高精度PWM模块和高速比较器模块。
针对功能安全和AUTOSAR的趋势，AM26x产品上集成了HSM硬件的加密模块，支持最高级别的ASIL-D认证。
我们来看看电控领域的趋势。汽车需要更长的续航里程，所以需要支持更高的功率。根据市场信息和预测数据，2030年11kW或22kW OBC模块的市场份额将越来越高。要实现这类产品，需要有更快的开关频率，所以我们会使用SiC等新型功率器件，控制频率会从现在的一两百K上升到几百K，甚至百万级控制。此时，CPU将需要更高的计算能力，外设的性能也将进一步提高。
TI的产品优势明显。从ADC采样到电控算法再到PWM输出，整个环路可以控制在一微秒之内，这在业界是非常优秀的表现。鉴于电子控制产品的复杂拓扑结构，我们还提供多达64个通道的高精度PWM，帮助客户实现非常灵活的设计。
在AUTOSAR和ASIL-D的支持下，客户可以很容易地使用TI的芯片设计。
然后将其改进为OBC和DC/DC在PCB板上着陆的架构。左边是充电装置。通常，OBC的前端是AC/DC功率因数校正电路，它允许产品更高和更好地利用电网效率。随后，电压将被DC/DC提升至400V甚至800V，为动力电池充电，动力电池将在进一步运行期间驱动电机。
由于车身有很多扬声器、座椅、大灯等设备，有12V或者48V的电路，需要一个从高压到低压的过程，而这个过程需要在汽车行驶过程中实现，所以功能安全是最重要的。
市面上各种厂商实现功能的方式多种多样，我们总结为四种应用场景。一种是目前市场上常见的，就是用单片作为PFC，非隔离电路，然后用第二个芯片作为OBC的DC/DC。因为这个模块需要与汽车的其他部分进行通信，所以通常需要第三个MCU来运行AUTOSAR、信息安全或功能安全。
第二种方式，我们会选择更强的MCU，可以把OBC的DC/DC部分和主控MCU部分结合起来，形成双芯片方案。
第三种方式，有些客户会把OBCPFC和DC/DC放在一个芯片上，用一个主MCU。
第四种方式是大整合。所有四种功能都可以放在一个芯片上。
TI提供所有设计灵活性，包括高性能产品，如四核400兆产品AM2634和双核产品AM2632。C2000也有四核产品和单核产品。对于TI，我们更有选择性，客户可以根据自身情况选择方案。
对于DC/DC从高压到低压的转换，我们也有双芯片方案和单芯片方案。集成也是当前的趋势，我们期待看到更多创新的架构。
TI C2000放大器；AM263x芯片特性介绍
TIC2000在实时控制领域已经使用了20多年。在汽车领域，C2000在电气驱动和电气控制方面占有很高的比重。评价一个芯片有四个方面。第一，是否有足够的能力和良好的性能对信号进行采样，包括通道数、吞吐量和精度的性能。
第二部分是处理部分，也就是计算能力。
第三部分是控制，包括车载设备的控制能力是否灵活，控制延时等等。
第四部分是接口，接口的数量、种类、吞吐量是否足够丰富，能够满足客户的需求。以上四个方面基本可以评价一个MCU是否能满足基本要求。
那么C2000的优势是什么呢？在这里，我想引用一下比亚迪的鲁总经理说过的话。他说，比亚迪在做DM-i创新的时候，更多的是站在用户的角度设计零部件。其实TI也是如此。我们在做芯片的时候，也需要站在用户的角度去思考，客户在做电驱动或者电子控制的时候，希望如何使用这些硬件模块，我们需要提供哪些功能，让它们的使用更加简洁方便。C2000基于上述角度设计了芯片。
在计算部分，会对实时控制领域的算法进行分析，针对具体操作创建具体的硬件指令，提高计算速度。我们还会放置一个专用的内核来快速响应ADC信号的中断，从而减少信号延迟。
在采样部分，我们会考虑如何根据不同模块的同步要求来设计ADC，实现多路同步。另外，针对采样中可能出现的误差，我们会增加硬件的后处理模块来自动修正。同样，PWM可以灵活调整各种信号的时区和相移，用户可以通过它实现各种复杂的拓扑结构。这些都是TI设计芯片的初衷。
除了性能和实时控制的特点，C2000还在信息安全和功能安全方面做了大量工作。比如为了保护代码，我们有反锁措施、加密启动等相应的保护措施。我们也有相应的硬件加速器来满足信息传输过程中的加密需求。
在功能部分，C2000目前已经达到ASIL-B级功能安全认证，未来将成为ASIL-D级认证芯片。TI还提供功能安全诊断库、功能安全手册等资料，帮助客户通过系统级认证。
TI的AM26x系列更多的是面向ARM生态系统的客户。AM26x和C2000的区别仅在于内核不同。使用ARMR系列内核，最多四个内核。主频会达到400MHZ，部分产品可以达到800MHZ。所有配置都适用于电力驱动和电子控制应用。
的内核可以灵活配置，用户可以根据自己的软件架构进行选择。以中间架构为例，它使用一对锁步内核来监控功能安全和AUTOSAR，然后使用另外两个内核来控制或处理电机的电量。如果有些客户没有功能安全需求，可以使用四核来提高计算能力。
TIAM26x系列所有产品均可兼容硬件。客户开发一系列产品时，硬件设计基本一致，可以通过软件配置灵活选择内核。
在功能安全方面，AM26x支持ASIL-D认证，其功能安全特性将比C2000更加丰富。不仅在内核级和内存访问上有功能安全机制，而且在总线上增加了很多功能安全机制来保证系统安全。其信息安全基本可以满足汽车行业的需求，支持不同的算法。客户也可以在这个芯片上添加自己的密钥，实现定制产品。
参考设计简介
未来市场上22kW的产品会越来越多。此外，汽车正在成为一个大规模的储能设备，因此在电源设计中，双向充电的需求会越来越多。
前面讲了很多电控。其实电传动也会有电传动和DC/DC的一些功能需求，包括反向制动，如何提高电传动的系统效率。针对这种应用，TI还推出了参考设计TIDM-02009。
TI的使命是通过不断的技术创新，让电子设备让人们的生活更美好。也希望TI能通过MCU的不断创新，为我们的行业提供更高性能、更高性价比的解决方案，帮助整个行业的电气化进程越来越稳健。
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