【S32K on Echoes】 车规级芯片 S32K1xx 简介与方案建立

一、    前言

Echoes 是一款基于 NXP S32K1xx 系列的最小系统通用评估板方案,本方案面向通用汽车应用,提供丰富的测试组件,板载 CAN、LIN 和 UART/SCI 接口,并具有 microUSB 或外部 12V 电源两种供电选项,可帮助用户快速上手开发 S32K1xx 相关应用设计。

本文首先介绍 S32K 系列 MCU 的内核和片上资源,并简要介绍本方案。我们的【S32K on Echoes】系列博文将会持续更新,从主控 MCU 的介绍开始,经历芯片选型、硬件设计、功能测试等,为大家一步步揭示 Echoes 开发板完整的设计调试过程,感兴趣的话请多多关注“银酱”。

二、    S32K1xx 系列 MCU 功能和特性

1.  功能概述


S32K1xx 系列是基于 ARM®Cortex®-M0+/M4F 的汽车工业级 MCU,提供了一个可扩展的平台,具有下一代安全性、可扩展性、连接性和低功耗特性。适用于可能会在严酷环境下工作的大范围的电力电子应用,也适合需要充分利用引脚的低成本应用。

       S32K1xx 关键特性:

  • ARM® Cortex® M0+/ M4F 内核
  • RAM 和 Flash 也最大支持到 256KB (RAM) 和 2MB (Flash)
  • 带 DSP 指令集和单精度浮点数处理单元(FPU)
  • 最高频率可运行到 112MHz
  • CAN最多支持 3 个 FlexCAN,且全部支持 CAN-FD(S32K148)
  • ADC 具有两个独立的 12-bit 精度 SAR 型 ADC 模块(每个模块16个通道,总共 32 个通道)
  • 支持 FlexIO 以及硬件加密模块 CSEc,以及更加丰富的定时器 Timer 模块
  • 支持功能安全 ISO-26262 ASIL-B 等级,NXP 提供安全手册(Safety Manual)和 FMEDA
  • 免费的软件开发集成环境——S32DS for ARM,以及集成 Processor Expert 的图像化配置外设底层驱动(LLD)的软件开发套件(SDK)

 

值得强调的是,NXP 推出的免费开发集成环境 S32DS 使用户可以快速熟悉使用 S32K 系列 MCU,并快速完成产品原型验证,可大大缩短产品开发周期,满足汽车电子产品快速发展的市场需求。关于 S32DS 开发环境的搭建,请参考我的另一篇博文《从零开始搭建 S32K 开发环境》。

2.  S32K1xx 系列功能框图



 

3.  S32K1xx 系列引脚封装兼容性

S32K1xx 系列 MCU 之间的引脚兼容性如下表,相同的引脚封装可以做到 pin-to-pin 的兼容,当后期需要扩大存储器、增加功能时,可以实现无缝升级。

 


 

三、    Echoes 开发板简介

     方案概述

Echoes 基于 S32K1xx 系列 MCU 作为主控,是一款用于汽车应用设计的低成本通用评估板方案,板载LIN、高速CAN收发器,选用车规级电源芯片,并附有完整的开发套件,可帮助用户快速上手开发 S32K1xx 相关应用设计。

Echoes 开发板功能描述:

  • 可选贴 64-LQFP 或 100-LQFP 两种规格的 S32K1xx 主控芯片。
  • 具有 microUSB 或外部 12V 电源两种供电选项,灵活可选的 5V 或 3V 主控 MCU供电。
  • 选用高效率、高耐压、环境温度范围 -40℃ 至 125℃ 的车规级电源芯片。
  • 2 路 FlexCAN 输入/输出,其中一路支持 CAN-FD 。
  • 丰富的外围模块,支持 LPUART、LPI2C、LPSPI 等低功耗通信。
  • 支持 JTAG 标准调试接口和 JTAG 4 线 SWD 调试模式。
  • 可轻松接入 MCU I/O 接头引脚,进行原型设计
  • 具有高级功能安全、信息安全和软件支持,适用于 ASIL-B 车身、区域控制和电气化应用。
  • 环境温度范围:主控 MCU 电源模式在 HSRUN 为 -40℃ 至 105℃,RUN为 -40℃ 至 125℃。

 

4.  方案框图

Echoes 评估板方案框图如下:

 

5.  方案实物图

 

   通过上图可以看到,本方案的外设及接口资源几乎涵盖了 S32K1xx 芯片的大部分功能,使用 Echoes 作为开发板可以满足开发人员的基本应用设计需求,可在一定程度上加速前期的研发进度。

本期的博文就到这里,下期我们会介绍 Echoes 开发板中各芯片的选型、特性与优势,欢迎大家关注我的大大通账号“银酱”,我们下期再会!

 

四、    参考资料

[1] S32K-DS.pdf,NXP,Rev.13,04/2020

[2] S32KFS.pdf, NXP

[3] S32K1xx系列MCU使用Tips--功能介绍及软件开发和硬件设计FAQ.pdf,胡恩伟

相关视频

基于 S32K144 的 Echoes 开发板介绍及 UART 例程演示

基于 S32K144 的 Echoes 开发板硬件模块介绍及 UART 软件例程演示。

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