在汽車應用中，典型的本地互連網絡 （LIN） 節點具有一組有限的功能，例如監控機械開關或方向盤上的觸摸按鈕，并將信息發送到連接的 LIN 主機。對于此類涉及最少計算的任務，主要的設計因素是低成本和尺寸限制。然而，隨著多個嵌入式控制單元 （ECU） 被集成到現代汽車中，每個模塊的功耗都需要優化。

雖然 CAN 部分網絡 （CAN-PN） 等新技術正在引入新方法來降低總線范圍內的功耗，但為微控制器 （MCU） 配備正確的外圍設備和功能以實現極低的靜態電流也很重要點火關閉時處于待機狀態的 ECU 的功耗。空間是另一個問題。隨著越來越多的 ECU 用于車輛中以提供額外的功能，模塊需要變得更小更輕。優化設備至關重要，因此它們可用于創建小型 ECU。

隨著設計人員面臨開發日益復雜的 LIN 節點同時保持甚至減少這些節點占用的空間量的必要性，Microchip 現在提供了一系列新的低功耗、多芯片系統級封裝 （SiP） 器件，以解決這些要求。SAM HA系列 SiP 將基于 32 位 Arm Cortex-M0 的微控制器 （MCU） 的性能和能效與功能豐富的 LIN 系統基礎芯片 （SBC） 的優化架構和外設集與完全集成的 LIN 相結合收發器。

將這兩種功能集成在一個封裝中可節省寶貴的電路板空間并簡化印刷電路板 （PCB） 布局。無需在兩個集成電路 （IC） 之間路由 TXD 和 RXD 信號，因為此連接是在內部進行的，以便為其他 I/O 功能騰出引腳。為了在規劃您的系統設計時提供靈活性，這兩個設備具有獨立的電源。您可以使用電池為整個系統供電，并使用具有 3.3V/85 mA 輸出的內部穩壓器為 MCU 和 PCB 上的其他組件供電。

可提供多種外設以滿足各種 LIN 應用的要求。其中包括一個集成的 DMA 控制器和事件系統。其中許多外設都是高度優化的模塊，經過數十年的 MCU 設計和創新不斷發展和完善。為了為您的設計提供額外的靈活性，SAM HA 系列 SiP 的每個成員都提供了獨特的功能，并配備了高達 64 KB 的閃存和 8 KB 的 RAM。

第一款推出的器件 ATSAMHAxGxxA 是一款通用器件，采用小型 48 引腳 QFN 封裝，提供多種功能。最近發布的 ATSAMHAxExxA 是一款 32 引腳 QFN 器件，尺寸僅為 5 mm × 5 mm，但集成了創建更小 LIN 節點所需的所有功能。表 1 概述了兩組設備的特性。請注意，它們都提供相同的 LIN 功能，但 MCU 中可用的外設數量因封裝尺寸而異。

事件檢測和電源管理

事件系統允許外圍設備之間進行自主、低延遲和可配置的通信。它可用于觸發其他外設中的操作并喚醒 MCU，而無需 CPU 干預。大多數外設可以配置為生成事件并響應來自其他外設的事件。為此，使用 12 個可用通道之一在兩個外圍設備之間建立直接連接，然后將其專門用于該事件。與傳統的基于中斷的系統相比，這減少了 CPU 和其他系統資源的負載。

外設觸控控制器

如果您想在汽車應用中實現支持觸控的界面，SAM HA 系列 SiP 中的一些器件包括一個外圍觸控控制器 （PTC），它為電容式觸控識別提供硬件支持。QTouch 庫可用于實現按鈕、滑塊、滾輪和接近檢測。PTC 可用于兩種模式。自電容模式允許每個 I/O 引腳連接一個觸摸傳感器，而互電容模式通過將它們以矩陣形式連接到 X 和 Y 通道來支持多達 90 個通道。可用通道的數量取決于所使用的系列中的哪個器件。在任何一種模式下都不需要外部組件來執行觸摸采集。差異如圖 1 所示。

串行通訊接口

SAM HA 系列 SIP 為汽車應用提供出色的靈活性，提供多達五個串行通信接口 （SERCOM） 外設。這個創新模塊完全可以通過軟件配置來處理 I2 C、USART、LIN 和 SPI 通信。來自不同供應商的經過驗證和合格的 LIN 堆棧使用 SERCOM 為同一控制器上的一個或多個從節點提供 LIN 功能。為了節省電力，SERCOM 也可用于僅在 LIN 總線上有活動時將設備從待機模式喚醒。設備可以足夠快地喚醒以接收和響應第一幀。

夢游

Microchip 的 SleepWalking 技術是 SAM HA 系列 SiP 中的另一項功能。SleepWalking 旨在最大限度地減少電流消耗，允許系統通過僅在外圍設備執行其功能所需的時鐘時才激活時鐘來節省功耗。當設備處于睡眠模式時，通常會關閉所有時鐘以避免不必要的功耗。必要的時鐘可以在沒有 CPU 干預的情況下臨時啟用，允許 CPU 在整個過程中保持睡眠模式。事件系統和 SleepWalking 功能可以結合使用以最大限度地降低功耗，如下例所示：

CPU 處于休眠狀態，定時器通過事件系統每秒觸發一次模數轉換器 （ADC） 測量。

當觸發發生時，ADC 將打開運行 ADC 測量所需的時鐘，并在不再需要時將其關閉。

ADC 會將采樣值與先前存儲的閾值進行比較，如果采樣值在窗口內，則喚醒 CPU。

在整個過程中，CPU 保持睡眠模式，相關時鐘僅在實際需要時才處于活動狀態。

另一個好處是計時器經過和事件實際處理之間的延遲更短且具有確定性，如圖 3 所示。

集成穩壓器

由于其非常靈活的外圍設備，SAM HA 系列 SiP 可以滿足各種應用的要求。例如，集成穩壓器無需外部組件以節省成本，同時減少了設備的占位面積，使其成為小型模塊的理想選擇。

集成 LIN-SBC

節省空間的集成 LIN-SBC 具有兩個功能。首先，它提供了一個 3.3.V/85 mA 低壓降穩壓器，旨在為模塊上的 MCU 和其他設備供電。這使得小型模塊可以完全通過電池供電，而無需額外的穩壓器。其次，它提供了一個根據 LIN 2.2A、ISO17987 和 SAEJ2602-2 規范設計的 LIN 收發器。TXD 和 RXD 內部連接，只有總線引腳需要在 PCB 上布線。

為了獲得額外的設計靈活性，這些 SiP 中使用的兩個 IC 可作為具有其他變體的獨立設備系列提供。您可以選擇具有不同引腳數的器件、不具有 LIN 功能的器件以及具有其他選項的器件。這使您能夠在開發具有略微不同要求的類似應用程序時重用代碼。

審核編輯：郭婷