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德州仪器 车身控制模块 —— 每辆汽车上隐秘但必备的器件

时间:2017-12-22 13:52来源:德州仪器 作者:德州仪器 点击:
汽车电子正在实现越来越多的功能(安全性、驾驶辅助、为驾驶员提供更多的信息),对优质电子器件的需求也持续高速增加。随着与舒适性、安全性、设备和定制驾驶体验相关的功能日渐丰富,对车辆电子系统的要求也相应地越来越严苛。

车身控制模块(BCM)通过信号来协调车内不同功能。他们管理众多车辆功能,包括门锁、报警声控制、内部和外部照明、安全功能、雨刮器、转向指示器和电源管理等。被绑定到车辆电子架构的BCM在减少必需插件连接和电缆线束数量的同时,提供了最大化的可靠性和经济性。

随着对BCM功能增加的需求不断攀升,所需电缆线束的数量也在不断增加。例如,根据 Kiyotsugu Oba在其撰写的“新一代汽车的线束”一文中所说的,就紧凑型汽车而言,目前所使用的传统电线线束总重量约为30kg /车。相较之下,上世纪70年代汽车的线束总重量仅为几千克。BCM在成本上起着决定性的作用,因为它们可以通过为总线系统提供接口来减少车辆内的布线量。大约80%的产品预算是在物料清单(BOM)阶段,即早期开发阶段决定的。

目前的BCM市场趋势
市场趋势是集中式。与分散式结构相比,集中式结构具有更少的模块,更多的功能。集中式结构的优势包括更简单的网络连接、更高的成本效益以及优化数量的电子控制单元(ECU),从而减少线束重量。减重可降低制造成本,并提高燃料效率,这对于汽车制造商和车主来说都是一个双赢的解决方案。

但是,鉴于这种趋势,如今的集中式结构正导致微型控制器(MCU)的输入/输出端口(I / O)用尽,以连接汽车中的开关及传感器。复杂的设计结构则需要将60-120个开关连接到中央的BCM。解决这个问题的方法之一是添加更多的分立元件,以启用更多的I / O。不幸的是,由于电路板设计现在需要更多的组件,这么做只会将布线减少的机械成本转化成额外的电气成本。

有没有另一种方法可解决这个问题?
一种选择是使用集成式多开关检测接口解决方案,如TI的TIC12400-Q1或TIC10024-Q1器件。这些器件是高级接触式监测器系列的一部分,也被称为多开关检测接口(MSDI)产品,用于检测24到56个开关触点(如图1)的闭合和断开动作。
  

图1:BCM通过TIC12400-Q1实现
 
MSDI器件使用集成模数转换器(ADC)/比较器检测外部开关的状态,并在检测后将开关状态报告给MCU。TIC10024-Q1和TIC12400-Q1的主要区别在于TIC12400-Q1具有开关矩阵轮询功能和集成ADC,这意味着它可以处理模拟和多阈值输入。

所有这些功能不仅可以节省系统成本,还可以提供设计灵活性,以实现BCM可定制化,这将是决定性的市场优势。

节省物料成本并缩小电路板尺寸
Devices like the TIC10024-Q1 and TIC12400-Q1 enable you to eliminate as many as 120 discrete components; see Figure 2.

像TIC10024-Q1和TIC12400-Q1这样的器件可以减少120个分立元件;见图2。
 
 

图2:TIC12400-Q1与分立解决方案的对比
 
TIC10024-Q1和TIC12400-Q1器件还包括集成静电释放(ESD)保护功能(±8kV)、电池反向保护功能和瞬态脉冲保护功能。消除外部保护元件进一步降低了物料成本和电路板尺寸。硬件和软件复杂性降低也有助于提高可靠性,而可扩展性则实现了其在低、中、高端平台上的可用性(见图3)。
 

图3:分立解决方案与MSDI器件的比较
 
MSDI器件具有智能的特点,能将功能集成,完美地适应当前的BCM趋势,并帮助集成适合的电子设备且不会花费过高。

其他资源
• 如想了解有关BCM设计和行业趋势的更多信息,请参阅“多开关检测接口:用于更小、更高效设计的集成功能”
• 查看一个多功能开关接口参考设计
• 观看TIC12400-Q1的视频
(责任编辑:helen)
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