目录
1.1 LION 平台中 MPC5744P 硬件资源简介... 4
1.2 LION 平台中 MPC5744P 硬件资源说明... 6
1.3 LION 平台中 MPC5744P IO 资源分配图... 14
1.4 LION 平台中 MPC5744P 参考设计原理图... 16
1 LION 平台
1.1 LION 平台中 MPC5744P 硬件资源简介
采用 BGA-257 Pin 封装的 MPC5744P 来设计的 ADAS Domain controller，针对 MPC5744P 其相关硬件功能进行介绍，如下图所示：
图1.1.1 ADAS Domain controller MPC5744P 相关资源图
从图1.1.1可以看出，ADAS Domain controller 中 MPC5744P 的资源丰富，并充分利用了 MPC5744P 的内部资源，同时具备扩充丰富的接口以供开发者使用，整个开发板的设计采用车规等级的物料，其中 PMIC-FS8510、MCU-MPC5744P 是汽车功能安全的 ASIL-D 等级。
开发板的设计的尺寸为：160mm*220mm，板子的设计充分考虑了开发人员的使用习惯而设计，丰富的资源很适合开发人员单独调试 MPC5744P 平台或者 ADAS 域控制器平台。
ADAS Domain controller 中 MPC5744P 中的板载资源如下图所示：
◆ CPU：SPC5744PGK1MMM9，LFBGA257，FLASH：2.5MB，SRAM：384KB
◆ 1个 12V 电源指示灯（绿色）
◆ 1个 5V 电源指示灯（绿色）
◆ 1个 3.3V 电源指示灯（绿色）
◆ 4 个状态指示灯（D24：橙色 D25：红色 D31：黄色 D33：绿色）
◆ 1个 SPI-EEPROM 芯片，CAV25M01VE-GT3，容量 128KB
◆ 1个 I2C-EEPROM 芯片，CAV25M01VE-GT3，容量 2KB
◆ 1个 温湿度传感器（HDC2080DMBR）
◆ 1个 USB 串口，可用于代码调试和 Bootloader 更新代码
◆ 3路 CAN 通信接口，TJA1044GT/3
◆ 1路 FlexRAY 通信接口，TJA1081B
◆ 1路 ENET 通信接口，TJA1101
◆ 1路 LIN 通信接口，TJA1021T/20
◆ 1个汽车车用通信接口（包含 LIN、CAN、RAY、ENET 通信接口）
◆ 5个功能按键
◆ 1个 12V 电源适配器输入接口
◆ 1个端子
◆ 1个电源切换开关
◆ 1个 PMIC-FS8510（电源管理芯片）
◆ 1个 OBD II 接口
◆ 2个跳线帽，PMIC Debug mode 接口
◆ 1个 I2C 接口，通过 GPIO 模拟 I2C 来实现的
◆ 1个 OLED 显示屏，SPI 通信，显示大小为 128*64
◆ 1组 PWM，共 12 个接口
◆ 1个 74AHC1G09，与门-RESET 功能
◆ 1个 RESET 按键
◆ 1个 SPI 模组，存在 4 个片选
◆ 2个 SENT 通信接口
◆ 1个 JTAG 接口，以供调试 Debug 和代码更新
◆ 2组 UART，1组是 UART/LIN，另一组与 S32V 平台对接
◆ 1个 Zipwire 接口，物理层和应用层分离的高速通信
ADAS Domain controller 的特点：
- 安全性可靠，板子通过 MPC5744P（功能安全 ASIL-D 等级），协助 ADAS 平台过滤一些安全隐患的通信，避免 ADAS 平台被黑客恶意攻击。配合 PMIC-FS8510（功能安全 ASIL-D 等级），协助平台在遇到一些电源隐患或者 MCU 故障的时候断掉电源，避免平台被更深一步的破坏。
- 接口丰富，板子提供多种车用标准通信接口，可供研发人员进行外设功能试验和开发
- 资源充足，主芯片自带5MB FLASH，384KB SRAM，外挂两个 EEPROM 以供车用通信诊断码的存放，以增加平台的延展性。
- 合理化设计，板子尺寸 160mm*220mm，各个资源/接口都有丝印标记，板子布局合理且紧凑，方便开发人员使用和调试。资源搭配合理，物尽其用。
1.2 LION 平台中 MPC5744P 硬件资源说明
对于资源说明，接下来主要通过三个方面来介绍：硬件资源说明、软件资源说明、平台设计 IO 资源分配图。
1.2.1 硬件资源说明
LION 平台中 MPC5744P 的硬件资源说明按照《图1.1.1 ADAS Domain controller MPC5744P 相关资源图》的顺时针介绍来进行说明。
- S32V USB 转串口
这是 S32V 平台 UART0 模组的 USB 转串口的接口，串口芯片 FT232RQ，在 USB 接口的底部可以看到该芯片。
- MPC5744P USB 转串口
这是一个 USB 转串口的设计，可于电脑对接进行串口打印功能、UART 实验以及 UART Bootloader 开发的功能；因为在 MPC5744P 中 LINFlexD 模组包括 UART 和 LIN 两种通信的功能，因此在使用的时候需要注意引脚分时复用的功能。在本设计中，这个 USB 接口是 MPC5744P UART0 引出的接口，它通过跳线帽的选择来实现串口和 LIN 通信两种功能，因此在使用的时候需要根据原理图的设计，通过跳线帽对 J7、J10 的切换来实现 UART 和 LIN 功能的通信。因此当使用 UART 或者 LIN 通信的时候没有输出对应的信号，可以来看下是否是这里的跳线帽未接或者接错的原因照成的。
- 3个 CAN 接口
这是 3 个 CAN 通讯接口，内部支持CAN2.0A 和 CAN2.0B，最高 1Mb/s，从下向上数 3 个为 MPC5744P 的，最上面的两个 CAN 为 S32V 平台的资源。另外在测试或者使用 CAN 通讯的时候，记得 CAN 是差分通讯，当它作为终端的时候需要焊接 120Ω 的电阻，例如：当你进行 CAN 波形测量，在只使用单板的时候，你需要焊接 120Ω 的电阻，才可以通过逻辑分析仪或者示波器抓取出差分通讯的波形；如果你采用的是 CAN 通信工具，若上面已加 120Ω 的终端电阻，则该平台无需焊接 120Ω 终端电阻。
- FlexRAY 接口
这是 MPC5744P 的 RAY 通信接口，FlexRAY 最高的通信频率为 20M/s，但目前该平台的设计 FlexRAY 的最高通信频率为 10M/s，因为 FlexRAY 分为 A 和 B 两块，目前设计只兼容了 FlexRAY-A,因此只能跑出 10M/s。若想跑出 20M/s,请使用 FlexRAY-A 和 FlexRAY-B。
- ENET 接口
这是 ENET 通讯的接口，它是 MPC5744P 内部产生的信号通过 TJA1101 产生的高速差分信号。它的通信方式分为 MII 和 RMII 两种方式，使用时请注意，MII（MII_TXD[3:0]）、RMII（RMII[1:0]） 的连接口的不同。
- LIN 测试点
LIN 通信接口测试点，可通过示波器来勾出通信波形；若要采用 LIN 通信工具或者其他的连接方式来测试通信，请在“汽车车用通信接口”处找到对应的 LIN 接口进行连接。
- 汽车车用通信接口
汽车车用通信接口包含多种接口信号，主要包括 LIN、CAN、FlexRAY、ENET、Highbeam、Reverse、 Right、Left、点火信号。
- 5 个按键
按键主要是做按键信号输入的作用，但引入的引脚只有输入的功能，没有外部中断的功能，若要使用按键中断的功能，需要配合 MPC5744P 中 STM 模组来做系统心跳，通过按键状态机的方式来实现按键中断的功能。
- DC-12V 电源输入
DC-12V 端子输入信号，可通过 12V 电池包或者其他 12V 电源直接引入该平台。
- 电源切换开关
电源切换开关主要是实现 “DC-12V 电源输入”与“DC-12V 电源适配器”电源的切换功能，及这两个供电的接口在同一时间只会有一种电源引入平台，来避免因电源压差照成回流的现象。
- DC-12V 电源适配器
DC-12V 电源适配器是通过电源适配器直接引入 DC-12V 电源，来方便开发人员的调试。
- PMIC FS8510
PMIC FS8510 是一种功能安全的电源管理芯片。它的功能安全等级可以达到 ISO-26262 ASIL-D等级设计标准，它可以提供资源如下：
◆ VBAT - 60V 最大直流电压输入
◆ VPRE – ()（电压输出可配置）
◆ Buck - 三路降压 Buck1、Buck2、Buck3 单独的电流能力可达 3.6A；Buck1 和 Buck2 多相
输出的电流可达 7.2 A（电压输出可配置）
- Boost – 升压的电流能力可达5A（电压输出可配置）
- LDO – 线性稳压器两路 LDO1 和 LDO2，电流输出可达 400mA（电压输出可配置）
- Standby Mode - 待机模式的电流低至 10uA typ
- I2C/SPI – 功能配置、状态读取、诊断及两种通信都具有 CRC 校验功能
- PSYNC - 有同步引脚，可实现双设备同步的使用（若使用 I2C 通信，一份 OTP 可通过改变 MOSI 引脚的状态实现双设备地址）
- FS8530 - ISO-26262 ASIL-D 等级设计标准，具有独立的监控电路，专用的 MCU 监控接口，Simple and Challenger Watchdog 功能，PGOOD，复位和中断，内置自检，故障安全输出。
- OTP – 功能可通过 OTP 编程配置
PMIC FS8530 内部框图及外部使用的注释如下图所示：
图1.2.1 PMIC-FS85 内部结构图
这颗 PMIC 的使用可根据整个设计的电源需求根据 OTP 来配置，具体的使用和调试方法，请参考该芯片的 datasheet 说明进行设计，倘若发现电源断断续续的供电现象，请不要紧张，先使 PMIC 进入 Debug 模式，在这个模式下，它会屏蔽一些功能，来使整个芯片处于正常供电的状态，使整个平台处于可调试状态，若有进一步的想调试 PMIC 在 Fail-Safe 状态中运行到 Normal_FS 的状态的话，这部分比较复杂，有多个地方需要注意，展开说明会比较多，所以暂不在这里做说明，若有相关需求可在下方留言或联系相关人员。
- OBD II 接口
OBD II 接口，它符合 OBD（On-Board-Diagnose）标准，ISO 为OBD 分配了ISO-15031 系列标准号。OBD 总共定义了 9 个诊断服务，每个服务用一个byte 来代表，即所谓的ServiceID（SID），从 0x01 到 0x09。通过这个接口可以直接跟车辆进行 OBD II 的诊断服务。
- PMIC Debug mode 接口
通过该接口的合理使用可以使 PMIC 进入 Debug 模式，在 ADAS Domain controller 平台上；在使用时，需要注意先找到 OBD II 接口上面的两个排针 J23 和 J25，接着通过 2.54mm 间距的跳线帽将 J23 连接起来，然后使用另一个跳线帽连接 J25，这时候 PMIC 处在 Standby 的模式，当你拔掉 J25 后，PMIC 进入 Debug 模式。
- CAV24C16
这是开发板的 EEPROM 芯片，I2C 通信，容量是 2KB/256字节（128页，每页16位），支持 Standard（100kHz）、Fast（400kHz），可用于存放车用通信的故障码，避免掉电后数据被清除，方便查询产生故障的原因。其设计电路图如下图所示：
图1.2.2 CAV24C16芯片设计电路图
- 模拟 I2C 接口
该 I2C 接口可以实现 I2C 通信的波形抓取，可通过示波器或者逻辑分析仪进行信号抓取。该接口可以查看多 I2C 通信的波形，它的上拉驱动足够支持一主多从的通信方式，它可测量的 I2C 通信对象有：温湿度传感器（HDC2080）、EEPROM（CAV24C16WE-GT3）、PMIC-FS8510。
- 温湿度传感器 HDC2080
温湿度传感器 HDC2080 是 I2C 通信，设备地址是 1000000。其设计电路图如下图所示：
图1.2.3 HDC2080 芯片设计电路图
- OLED
OLED 是 SPI 通信，显示屏是 1.2 寸的大小，分辨率为 128*64，可以显示字母、符号、汉字或者单色位图片。
- PWM 接口
该接口可用作电机或者其他需要暂空比输出的控制；预留了一个 PWM1 的完整接口，该模组有 4 个子模组，每个子模组有 A、B、X 三个通道，在使用时若要使用 X 通道，请提前规划好各个通道的计数初值。
- 背面74AHC1G09
74AHC1G09 是一个与门芯片，在该电路中的设计作用是实现按键 Reset 和 PMIC-FS8510 Reset 信号来的时候，Reset MPC5744P 达到复位的作用。其设计电路图如下图所示：
图1.2.4 74AHC1G09 芯片设计电路图
- RESET 按键
该按键是 CPU（MPC5744P）的复位键，正常状态下该 Pin 输出的是高电平，当按键按下的时候输出的是低电平，整个电路通过低电平信号产生复位。
- SPI 接口
该 SPI 的接口，可以实现一主四从的 SPI 通信，是 SPI 模组 2 的接口，片选的名称为：CS0-CS3。通过该接口可以在逻辑分析仪中抓取出 SPI 的波形，预留接口。
- CAV25M01
这是开发板的 EEPROM 芯片，SPI 通信，容量是 128KB，兼容 10MHz SPI，可用于存放车用通信的故障码，避免掉电后数据被清除，方便查询产生故障的原因，增加开发板的扩展性。其设计电路图如下图所示：
图1.2.5 CAV25M01VE-GT3 芯片设计电路图
- SENT 接口
该接口是 SENT 通信协议，它是一种车用通信协议，单线通信。它符合 Standard SAE J2716。
- OLED 下面 MPC5744P
该芯片是这部分设计的 CPU，主要负责功能安全相关的功能（例如：PMIC 的控制）。它的功能安全等级可以达到 ISO-26262 ASIL-D等级设计标准，在域控制器中负责一些安全相关的通信。MPC5744P 还存在 FCCU 的故障检测功能，可输出，配合 PMIC 的 MCU 故障检测输入，通过双稳态协议（Bi-stable protocol）进行功能安全的设计。
MPC5744P 的 FLASH 是 2.5MB，SRAM 是 384KB。其内部资源如下图所示:
图1.2.6 MPC5744P 芯片差异图
- JTAG 接口
这是标准的 JTAG 接口，共 14 针，其对应的接口如下图所示:
图1.2.7 USB Multilink Universal,Rev.C 接口图
该接口的作用主要是实现将上位机 S32DS for Power 软件编译生成的 .elf 文件，通过工具--USB Multilink Universal,Rev.C(PART# USB-ML-UNIVERSAL)进行烧录，来完成代码的更新。
- 6 个 AUTO ENET 接口
该接口是 S32V 平台的接口，通过 AUTO-SWITCH（SJA1105） 扩展出来的工业以太网接口。
- ADAS（S32V） 平台
ADAS 平台是以 CPU（S32V）来设计的高级驾驶辅助系统平台，可实现 360°环视的功能，在该设计中以核心板的形式存在。
- CAMERA 接口
摄像头（camera）的接口，通过它来实现 360°环视的功能接口，需要跟另一块板子摄像头板子相配合。
- ENET 接口
ENET 接口是普通以太网接口，通过 AUTO SWITCH 切换出来的一路以太网通信，可通过以太网接口跟电脑进行相互 Ping，来测试以太网是否能够完成通信。作为普通的以太网接口可以直接进行以太网通信或者借助以太网转换板进行通信测试。
- UART 接口
该接口是 UART1 接口，该接口与 S32V 相连接，通过 UART 进行两个平台之间的通信，通过的方式是采用 AT Command 来进行的。
- Zipwire 接口
该接口是 Zipwire 接口，它在 MPC5744P 中以物理层和应用层的形式存在。它的工作模式如下：串行处理器间接口(SIPI)是运行在LFAST (LVDS快速异步串行传输)模块之上的应用层协议。
- TJA1011
TJA1101是一款符合100BASE-T1标准的以太网PHY，针对汽车用例（如网关，IP摄像机链路，驾驶员辅助系统和骨干网络）进行了优化。该器件通过两根非屏蔽双绞线电缆提供100 Mbit/s的发送和接收能力，支持的电缆长度至少为15 m。TJA1101专为汽车稳健性和ISO 26262，符合ASIL-A而设计，同时最大限度地降低了功耗和系统成本。符合ASIL-A标准，已经实施了足够的安全功能，以确保在系统级满足ASIL要求。
- TJA1081B
TJA1081是一款FlexRay节点收发器，它主要是用于1 Mbit/s至10 Mbit/s的通信系统，并在FlexRay网络中的协议控制器和物理总线之间提供高级接口。TJA1081具有增强的低功耗模式，针对永久连接到电池的ECU进行了优化。 TJA1081为网络提供差分传输功能，为FlexRay控制器提供差分接收功能。它具有出色的EMC性能和高ESD保护。TJA1081使用专用错误和状态信息（可由任何微控制器读取）以及内部电压和温度监控来主动监控系统性能。
- 3 颗 TJA1044GT
TJA1044是Mantis系列高速CAN收发器的一部分。它提供控制器区域网络（CAN）协议控制器和物理双线CAN总线之间的接口。该收发器专为汽车行业的高速CAN应用而设计，为（带微控制器）CAN协议控制器提供差分发送和接收功能。TJA1044还具有：
◆ 电源电压关闭时，CAN总线的理想被动行为
◆ 具有总线唤醒功能的极低电流待机模式
◆ 即使没有共模扼流圈，在高达500 kbit/s的速度下也具有出色的EMC性能
◆ TJA1044GT/3和TJA1044GTK/3可直接连接到微控制器，电源电压范围为3V至5V
这些特性使TJA1044成为所有类型HS-CAN网络的理想选择，在需要通过CAN总线唤醒功能的低功耗模式的节点中。TJA1044实现了ISO物理层，如ISO 11898-2：2016和SAE J2284-1至SAE J2284-5。 TJA1044T的数据速率最高可达1 Mbit/s。其设计电路图如下图所示：
图1.2.8 TJA1044GT 芯片设计电路图
- TJA1021T
TJA1021是本地互连网络（LIN）主/从协议控制器与LIN中的物理总线之间的接口。它主要用于使用1 kBd至20 kBd波特率的车载子网络，符合LIN 2.1/SAE J2602标准。
发送数据输入（TXD）处的协议控制器的发送数据流由TJA1021转换为具有优化的转换速率和波形整形的总线信号，以最小化电磁辐射（EME）。LIN总线输出引脚通过内部终端电阻拉高。对于主应用，应在引脚INH或引脚VBAT和引脚LIN之间连接一个与二极管串联的外部电阻。接收器检测LIN总线输入引脚上的数据流，并通过引脚RXD将其传输到微控制器。
在休眠模式下，TJA1021的功耗非常低。在故障模式下，功耗降至最低。其设计电路图如下图所示：
图1.2.9 TJA1021T/20 芯片设计电路图
1.3 LION 平台中 MPC5744P IO 资源分配图
根据 Lion 平台的设计，为其资源的合理化分配，采用以下的 IO 分配方式，因部分引脚的特殊需求，在使用的时候会存在引脚分时复用的问题，若有引脚分时复用，请合理分配使用。若想使用同一个 IO 去做不同的功能，详情需参考 MPC5744P 的 Datasheet-《MPC5744PRM.pdf》。
Lion 平台引脚分布图如下图所示：
图1.3.1 ADAS Domain controller MPC5744P 引脚分布图
根据上图的引脚分布图，针对各个引脚在 Lion 平台的使用功能，绘制下面 GPIO 功能的引脚标注说明，如下图所示：
图1.3.2(a) ADAS Domain controller MPC5744P 引脚详解图
图1.3.2(b) ADAS Domain controller MPC5744P 引脚详解图
附注：若要使用这些 GPIO 的其他功能，详情请查看 MPC5744P Datasheet-《MPC5744PRM.pdf》；若需要用到一个引脚的多个资源时，请注意引脚分时复用问题。
1.4 LION 平台中 MPC5744P 参考设计原理图
参考原理图设计见附录。
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