ADAS 域控制器硬件FS85 硬件设计要点


原标题:ADAS 域控制器硬件FS85 硬件设计要点
ADAS域控制器硬件FS85的硬件设计要点主要包括以下几个方面:
一、芯片概述与主要性能特征
FS85系列是NXP推出的功能安全系统基础芯片(Safety SBC),主要用于雷达、视觉、ADAS域控制器、无线电和信息娱乐应用。该芯片包括多个开关模式和线性电压调整器,具有增强的安全功能和故障安全输出,使其完全成为一个面向安全系统的一部分,达到ASIL D安全完整性级别。其中,FS84系列是兼容于FS85系列的芯片,但其安全等级为ASIL B。
FS85的主要性能特征包括:
高输入电压:最高60V的输入电压适配汽车和卡车市场。
多输出电源:提供多路SMPS(开关模式电源)和LDO(线性稳压器)以供给S32微控制器和其他更多需求。
低功耗:待机模式和睡眠电流非常低(10μA)。
高级接口:具有32位SPI和IDC与CRC接口。
安全等级:适用于有独立安全监控装置的ASIL D系统设计。
二、内部模块与硬件设计细节
VPRE模块:
高压、同步、峰值电流模式降压控制器。
工作在force PWM模式下,并使用外部NMOS。
输出电压可通过OTP设定为3.3V到5.0V,工作频率是455kHz,输出电流最高达到10A的峰值。
当使用两个FS85/FS84时,可能只需要一个VPRE。此时需要满足VPRE2特殊引脚的连接要求。
VBOOST模块:
低压、异步、峰值电流模式的升压变换器。
工作在PWM模式下,使用外部二极管和内部低侧场效应管。
输出电压可通过OTP设定为5.0V到5.74V,工作频率是2.22MHz,输出电流限制在1.5A的峰值。
当VPRE配置为4.1V或5.0V时,可以不使用VBOOST。
BUCK1 & 2模块:
集成了HS PMOS和LS NMOS的低压、同步、谷电流模式BUCK变换器。
工作在PWM模式下,输出电压可通过OTP设定为0.8V到1.8V。
工作频率是2.22MHz,输出电流限制在3.6A峰值。
输入源必须连接到VPRE的输出端。
可以独立工作,也可以在双相模式下工作以提高输出电流能力。
BUCK3模块:
工作原理与BUCK1 & 2相似。
输出电压可通过OTP设定为1.0V到3.3V。
输入源可以连接到VPRE或VBOOST的输出端。
LDO1 & 2模块:
两个线性稳压器。
输出电压可通过OTP设定为1.1V到5.0V。
电流输出能力由其最小压降决定。
LDO1输入电源从外部连接到VPRE、VBOOST或其他电源;LDO2输入电源内部连接到VBOOST的输出。
I/O接口:
包括WAKE1 & 2、INTB、PSYNC等引脚。
WAKE引脚用于管理设备的内部偏置和主状态机的转换。
INTB是一个开漏输出引脚,用于通知单片机内部中断的发生。
PSYNC功能允许使用多个电源管理IC来管理复杂的启动序列。
三、设计注意事项
引脚处理:在设计时没有使用的引脚一定要严格按照手册的描述来处理。
电源管理:合理规划和配置各模块的输入输出电源,确保系统的稳定性和可靠性。
安全监控:FS85具有增强的安全功能和故障安全输出,应充分利用这些功能来确保系统的安全性。
布局与布线:注意各模块的PCB布局和布线,特别是BUCK1和BUCK2在双相模式下的布局对称性,以获得最佳的EMC性能。
综上所述,ADAS域控制器硬件FS85的硬件设计需要综合考虑芯片的性能特征、内部模块的工作原理以及设计注意事项,以确保系统的稳定性、可靠性和安全性。
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