探索OPTIREG? SBC TLE9263BQXV33：汽車(chē)應(yīng)用中的多面手

在汽車(chē)電子領(lǐng)域，系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）扮演著至關(guān)重要的角色，它為微控制器提供電源管理、通信接口等關(guān)鍵功能。今天，我們將深入探討英飛凌的OPTIREG? SBC TLE9263BQXV33，一款專(zhuān)為汽車(chē)CAN - LIN應(yīng)用設(shè)計(jì)的芯片，看看它有哪些獨(dú)特之處和強(qiáng)大功能。

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一、產(chǎn)品概述

OPTIREG? SBC TLE9263BQXV33屬于可擴(kuò)展的系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片家族，這個(gè)家族有多種產(chǎn)品，能實(shí)現(xiàn)全面的可擴(kuò)展應(yīng)用覆蓋，不同產(chǎn)品變體都有專(zhuān)門(mén)的數(shù)據(jù)手冊(cè)，且整個(gè)家族在硬件和軟件上完全兼容。TLE9263具有2個(gè)LIN收發(fā)器和3個(gè)電壓調(diào)節(jié)器，還有適用于主電壓調(diào)節(jié)器5V和3.3V輸出電壓的產(chǎn)品變體，以及CAN部分聯(lián)網(wǎng)變體。

芯片采用帶裸露焊盤(pán)的VQFN - 48（7mm x 7mm）功率封裝，具有引腳尖端檢查（LTI）功能，支持自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)（AOI）。它主要為微控制器提供主電源，同時(shí)作為L(zhǎng)IN和CAN總線網(wǎng)絡(luò)的接口，具備多種功能，如為微控制器供電的3.3V低壓降穩(wěn)壓器、帶板外保護(hù)的5V低壓降穩(wěn)壓器、可驅(qū)動(dòng)外部PNP晶體管的3.3V/1.8V穩(wěn)壓器、支持CAN FD的HS - CAN收發(fā)器和LIN收發(fā)器、帶嵌入式保護(hù)功能的高端開(kāi)關(guān)以及16位串行外設(shè)接口（SPI）等。此外，還實(shí)現(xiàn)了可配置的超時(shí)/窗口看門(mén)狗電路、三個(gè)故障輸出和欠壓復(fù)位功能，并且提供低功耗模式，能降低與電池永久連接的應(yīng)用的電流消耗。

二、系統(tǒng)特性

（一）工作模式

TLE9263BQXV33提供六種工作模式，每種模式都有其特定的用途和特點(diǎn)：

• SBC Init Mode：設(shè)備上電或軟復(fù)位后進(jìn)入此模式，在此期間，設(shè)備會(huì)存儲(chǔ)一些配置，如看門(mén)狗觸發(fā)失敗和VCC1過(guò)壓情況的處理方式由INT引腳的外部電路決定，同時(shí)根據(jù)FO3/TEST引腳的電壓電平選擇正常設(shè)備操作或SBC開(kāi)發(fā)模式。
• SBC Normal Mode：這是設(shè)備的主要工作模式，所有配置都需在此模式下完成，才能進(jìn)入低功耗模式。在該模式下，VCC1處于活動(dòng)狀態(tài)，VCC2可開(kāi)關(guān)，VCC3、CAN、LIN、HS輸出等都可配置，喚醒引腳可顯示輸入電平并可選為喚醒功能，還能配置循環(huán)感應(yīng)和循環(huán)喚醒，看門(mén)狗也可配置。
• SBC Stop Mode：這是一級(jí)節(jié)能模式，主電壓調(diào)節(jié)器VCC1仍啟用。進(jìn)入此模式前需完成各種設(shè)置，進(jìn)入后，除了返回正常模式、觸發(fā)SBC軟復(fù)位、刷新看門(mén)狗以及讀取和清除SPI狀態(tài)寄存器等命令外，其他SPI寫(xiě)命令將被忽略。
• SBC Sleep Mode：二級(jí)節(jié)能模式，VCC1禁用。進(jìn)入前需完成設(shè)置，喚醒事件會(huì)使設(shè)備通過(guò)SBC重啟模式進(jìn)入SBC正常模式。
• SBC Restart Mode：中間模式，用于在VCC1欠壓、過(guò)壓、看門(mén)狗觸發(fā)錯(cuò)誤等情況下復(fù)位微控制器，之后設(shè)備會(huì)自動(dòng)進(jìn)入SBC正常模式。
• SBC Fail - Safe Mode：安全狀態(tài)模式，在發(fā)生關(guān)鍵故障時(shí)，關(guān)閉VCC1電源，使系統(tǒng)進(jìn)入安全狀態(tài)，直到發(fā)生喚醒事件或過(guò)溫條件消除。

此外，還有一個(gè)特殊的SBC開(kāi)發(fā)模式，在軟件開(kāi)發(fā)或系統(tǒng)調(diào)試期間可用，此模式下看門(mén)狗計(jì)數(shù)器停止，無(wú)需觸發(fā)。

（二）喚醒特性

芯片實(shí)現(xiàn)了多種喚醒源，包括靜態(tài)感應(yīng)、循環(huán)感應(yīng)、循環(huán)喚醒、CAN喚醒和LIN喚醒。循環(huán)感應(yīng)功能可降低設(shè)備和應(yīng)用的靜態(tài)電流，通過(guò)定時(shí)器控制一個(gè)或多個(gè)高端驅(qū)動(dòng)器周期性開(kāi)啟，檢測(cè)喚醒輸入信號(hào)的邊緣變化來(lái)觸發(fā)喚醒。循環(huán)喚醒功能則通過(guò)內(nèi)部定時(shí)器周期性觸發(fā)中斷，減少靜態(tài)電流。

（三）監(jiān)控特性

該設(shè)備提供多種監(jiān)控功能，以支持功能安全要求，如復(fù)位功能、看門(mén)狗功能、欠壓和過(guò)壓檢測(cè)、熱保護(hù)等。復(fù)位輸出引腳RO可在輸出電壓低于欠壓閾值時(shí)為微控制器提供復(fù)位信息，還可通過(guò)SPI命令觸發(fā)設(shè)備內(nèi)部軟復(fù)位。看門(mén)狗用于監(jiān)控微控制器的軟件執(zhí)行，有超時(shí)看門(mén)狗和窗口看門(mén)狗兩種類(lèi)型可供選擇。欠壓和過(guò)壓檢測(cè)能對(duì)VS、VSHS、VCC1、VCC2、VCAN等電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并采取相應(yīng)措施。熱保護(hù)包括單個(gè)模塊的熱關(guān)斷、溫度預(yù)警和SBC熱關(guān)斷。

三、關(guān)鍵模塊功能

（一）電壓調(diào)節(jié)器

芯片有三個(gè)電壓調(diào)節(jié)器：

• 電壓調(diào)節(jié)器1（VCC1）：在SBC正常和停止模式下開(kāi)啟，睡眠和故障安全模式下禁用。為了降低靜態(tài)電流，在停止模式下輸出電壓容差會(huì)降低，負(fù)載電流超過(guò)所選閾值時(shí)，會(huì)激活高功率模式穩(wěn)壓器。
• 電壓調(diào)節(jié)器2（VCC2）：可在SBC正常、停止和睡眠模式下工作，故障安全模式下禁用。同樣，為降低靜態(tài)電流，停止模式下輸出電壓容差會(huì)降低，負(fù)載電流超過(guò)閾值時(shí)，高功率模式穩(wěn)壓器會(huì)啟用。
• 外部電壓調(diào)節(jié)器3（VCC3）：可配置為獨(dú)立穩(wěn)壓器或與VCC1進(jìn)行負(fù)載共享。獨(dú)立配置時(shí)，可作為板外電源，具有過(guò)流限制和欠壓信號(hào)功能；負(fù)載共享模式可增加VCC1的總電流能力，且在SBC正常模式下，輸入電壓可調(diào)節(jié)到3.3V，精度為±2%。

（二）高端開(kāi)關(guān)

高端開(kāi)關(guān)可用于控制LED、為喚醒輸入供電等。具有過(guò)壓和欠壓關(guān)斷、過(guò)流檢測(cè)和關(guān)斷、開(kāi)路負(fù)載檢測(cè)、PWM功能以及開(kāi)關(guān)恢復(fù)等特性。配置需在SBC正常模式下完成，在重啟或故障安全模式下，高端輸出會(huì)被禁用。

（三）高速CAN收發(fā)器

CAN收發(fā)器支持高速差分模式數(shù)據(jù)傳輸和接收，提供低功耗模式，有CAN OFF、CAN Normal、CAN Receive Only、CAN Wake Capable等多種模式。支持CAN FD，TLE926x - 3BQX變體還支持CAN FD容忍模式。在不同SBC模式下，收發(fā)器模式會(huì)根據(jù)配置進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)換。

（四）LIN收發(fā)器

LIN收發(fā)器符合LIN 2.2/ISO 17987 - 4和SAE J2602 - 2標(biāo)準(zhǔn)，有LIN OFF、LIN Normal、LIN Receive Only、LIN Wake Capable等模式。可通過(guò)SPI控制模式轉(zhuǎn)換，能將微控制器的數(shù)字輸出數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)到LIN總線，同時(shí)接收LIN總線信息。

四、SPI接口

芯片通過(guò)16位SPI接口進(jìn)行配置和監(jiān)控。SPI命令分為控制寄存器和狀態(tài)寄存器，控制寄存器用于配置SBC，狀態(tài)寄存器用于顯示SBC的狀態(tài)。SPI狀態(tài)信息通過(guò)狀態(tài)信息字段寄存器以壓縮方式傳輸，便于微控制器快速獲取信息。同時(shí)，無(wú)效的SPI命令會(huì)導(dǎo)致SPI_FAIL標(biāo)志置位，如非法的狀態(tài)轉(zhuǎn)換、奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤等。

五、應(yīng)用與注意事項(xiàng)

（一）潛在應(yīng)用

TLE9263BQXV33適用于多種汽車(chē)應(yīng)用，如車(chē)身控制模塊（BMC）、被動(dòng)無(wú)鑰匙進(jìn)入和啟動(dòng)模塊、網(wǎng)關(guān)應(yīng)用、加熱、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）、座椅、車(chē)頂、尾門(mén)、拖車(chē)、車(chē)門(mén)等關(guān)閉模塊、燈光控制模塊、換擋器和選擇器等。

（二）注意事項(xiàng)

在使用過(guò)程中，需要注意一些事項(xiàng)。對(duì)于未使用的引腳，要確保正確配置，避免不必要的電流消耗或干擾。例如，未使用的引腳應(yīng)按要求連接或保持?jǐn)嚅_(kāi)，連接到外部連接器的未使用引腳應(yīng)考慮ESD保護(hù)。在進(jìn)行SPI通信時(shí)，要避免無(wú)效命令，確保配置正確。另外，對(duì)于VCC3輸出為板外負(fù)載供電的情況，需考慮電纜電感和負(fù)載處去耦電容形成的串聯(lián)諧振電路，提供足夠的阻尼。

OPTIREG? SBC TLE9263BQXV33是一款功能強(qiáng)大、特性豐富的系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片，在汽車(chē)CAN - LIN應(yīng)用中具有很大的優(yōu)勢(shì)。電子工程師在設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，深入了解其功能和特性，合理配置和使用，可以充分發(fā)揮芯片的性能，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。大家