汽车车身控制模块系统设计 - 3

那么刚刚跟大家介绍了一些 BCM 的框图 那针对这个 BCM 的话 我们的这个系统 会有一些非常细节的要求 那么这些要求是哪些呢 我们会通过接下来的这个 section 跟大家一一的去过一遍 看一看在车身控制单元里面 跟其他的应用相比有些什么样 Detail 的要求 那这是刚刚我们讲的一个典型的 BCM 的一个 spec 跟 overview 那它包括了几个比较重要的模块 一个是防反接 一个是电源 一个是 CAN LIN ESD 的保护 一些数字input 一些模拟的input 然后包括一些远端的 Power supply 还有一些诊断功能的输入 包括 CAN LIN EtherNet 然后最终有一些高边低边去实现控制 那么针对这几个功能模块 我们会一一的去看一看 每个功能模块的要求 那第一个 对于防反接系统的保护 那么由于车身电子在装配的过程中 可能会出现正负极短接的情况 所以在车身控制单元里面 具有防反接功能是一个必要的功能 那么通常情况下 当输入的电流小于 4A 的时候 因为对于二极管来讲的话 它的 loss 是等于 VF 乘以它的输入电流 所以当小于 4A 的时候 这一部分的损耗不是很大 所以大家可以看到 在这种小于 4A 的应用里面 大家很多情况都是使用 二极管去实现防反接保护 那对于大于四安培的应用来说 很多情况这个损耗会很大 所以我们一般会推荐大家使用 MOSFET 加控制器的方式 因为 MOSFET 本身导通的时候 它的损耗主要体现在 RDSon 上 所以它的损耗是等于 RDSon 乘以它的电流的 rms 值的平方 所以由于 MOS 能够做到很低的 RDSon 所以这部分损耗将会很小 所以通常情况下 如果电流比较大的时候 我们会推荐使用 MOSFET 加控制器的方式 去做防反接保护 那另外一个对于 power supply 那对于整个系统的电源来说 由于它需要接到铅酸蓄电池 所以这个地方我们是需要 DCDC或者是LDO的耐压值 要能够支撑到 42 伏 那么这时候我们需要使用一些 能够支持高压输入的DCDC跟LDO 另外的话为了防止 MCU 跑飞 那么我们也会使用一些 外部的 watchdog 去监控 MCU 的工作状况 那另外在这个 SBC 中 通常还会包含 CAN 和 LIN 去实现通信 那对于这个SBC跟MCU 我们一般是使用 SPI 的通讯 那大家可以看到在左下角 有一个 Off-Board sensor 那通常情况下这是一个远端的 sensor 那在装配的过程中 是有可能去短接到电池跟地 所以这时候需要有 短路电池和短路地的保护 那这张的话主要是讲一些interface 跟 MCU 的一些要求 对于 CAN 和 LIN 来说的话 那么通常情况下 BCM 会包含一个 CAN 总线 一个或多个的 LIN 总线 Wireless interface 那 Wireless interface 在目前的 BCM 应用里面通常会有两种方式 一种是分离的 module 那另外一种就是会把越来越多的 车厂会要求将 Wireless interface 集成在 BCM 系统里 那么它的一些主要的功能是以下几个 一个是 PEPS 一个是远端的无钥匙进入 然后是 BLE 还有一些wifi或gsm 包括一些胎压检测系统 那对于网关的功能来说 那么一般网关的功能都会 包括一些 CAN 包括 LIN 包括 EtherNet 那么也会有一些 FlexRay 要求 因为通常情况下我们的 LIN 是10K到125K的通讯速率 那对于 CAN 一般是125到5兆 EtherNet目前是一百兆 或者是一千兆 那对于 FlexRay 一般是1到10兆 那另外一点我们目前看到 对于 EtherNet 就目前会越来越多的应用里面 会要求使用 EtherNet 因为它可以支持到百兆的通讯速率 那对于一些豪华车的话 我们也会看到 由于对带宽的需求 可能也会有一些 FlexRay 的要求 那么对于 MCU 来讲的话 一般我们会使用一个 low cost 的 MCU 然后集成一些 ADC 的通道 能够支持 CAN LIN FlexRay 或者是 EtherNET SPI 的通讯 那么另外一个他还要支持一个 low power 的需求 然后可以支持使用中断唤醒 那这是对于那个 power stage 的要求 那一般情况下我们会有一些 fuse 直接连接到 output 那么这种 fuse 通常我们会使用机械式的或固态的 如果是使用固态的 fuse 的话 我们一般会要求它会有一些电流 一般会要求他能够 reset 包括可以被控制 那对于高边来说 我们一般会要求 高边具有低导通电阻需求 那么能够去驱动外面的负载 另外它还需要有一定的 电流检测能力和电流检测的反馈 通过 SPI 通讯提供给系统 然后还要有一些错误的诊断 譬如说过压 欠压 电池短路 接地短路 当这些错误出现的时候 它能够给出诊断信号 让系统获得这个错误 low side 一般是用来驱动 板上的一些负载 如 Relay 和一些小的负载 那对于 Relay 来说 它一般会驱动一些螺线管一些阀门 如果对于我们的高边跟低边 如果具有这种 高精度的电流 sensor 的话 那么实际上我们是可以 去不需要使用这种外部的 fuse 因为本身我们就能够 很好的去监控它的电流 那对于 input 跟 output 的 interface 我们有如下的一些需求 那第一 BCM 需要去处理很多的输入信号 譬如说像座椅的安全带 一些雨刷 灯 譬如说门窗 包括像门的尾箱的控制 那么对于一些数字 input 的话 那么主要是 对于这些 数字 input 的话 一般我们会将它上拉到电池 或者是下拉到地 那么也可以去通过一些分立的方案 去实现这些数字 input 可以通过譬如说 MUX 或 MSDI 那 Tell Tale 主要是实现一些显示功能 那包括一些 led 的 button 和一些开关 然后去点亮一些 led 指示灯 那当然如果是说 有一些 exter interface 可能会 短路电池或者短路地 承受一些高的 ESD 那么也需要进行一些额外的保护 去保证整个系统的安全工作 那另外还有一些模拟输入 那它主要是包含一些温度的检测 光的检测一些压力的检测跟电流的检测 那么这些检测可能会通过这个 一些放大器或者滤波器 然后再进入到 MCU 的 ADC 对这些值进行读取 那如果是说使用 MSDI 的话 因为本身 MSDI 集成了 ADC 所以就不需要使用 MCU 内部的 ADC 这样的话其实是可以 使用一个相对来说 比较便宜的 MCU 那其实它本身还包含了一些温度 包括一些 power stage 的一些检测 那本身这些诊断 还需要一些电压参考 一些逻辑跟一些电平转换