分享关于系统基础芯片各模块功能分析及选型

任意一个汽车电子系统硬件上除了检测单元（如传感器），计算单元（如微控制器）和执行单元（如功率管），往往还需要供电单元（如LDO），通信物理层单元（如CAN收发器），诊断监控单元及一些输入输出接口（如唤醒输入），针对后面这些单元的通用化，系统基础芯片（System Basis Chip，简称SBC）应运而生。如下图所示，典型的系统基础芯片拥有供电功能，总线收发功能，诊断监控功能和唤醒管理功能。

通常，当系统需要电源单元和总线收发器时，可以考虑系统基础芯片。 系统基础芯片的使用可以带来很多好处：

减少PCB空间

更好的静态功耗

更高的系统可靠性

成本的优化

重复设计工作量的减少

系统理论基础芯片企业之间的差异

虽然我们所有的系统理论基础芯片都含有上文提到的四个功能，但是企业由于每个厂家对市场及应用有不同的认识，还有社会资源发展以及信息技术的不同，所推出的系统进行基础芯片各有差异，在只考虑功能不考虑问题具体参数优劣的情况下，这些文化差异主要通过集中以下几个重要方面：

的功能模块，如功率输出数一路，双向，三向或多通道，CAN收发具有一个，两个或更多个;

各功能管理模块的能力，比如CAN收发器以及是否可以支持CAN局部信息网络进行工作（CAN PN），供电系统输出是250mA能力发展还是750mA能力；

不同社会功能管理模块的搭配，比如芯片企业内部人员只有我们一路供电及一路CAN收发器，或者芯片公司内部有多路电源输出，多路CAN/LIN收发器以及创新驱动输出。

同一个厂家也会有多个差异化的系统基础芯片。此处以英飞凌产品为例，直观地讲解系统基础芯片家族分类，一般可分为四个家族：简化型，中等型，开关电源型和多CAN型。家族之间的差异在于功能模块数量及搭配的不一样，同一家族（中等型，开关电源型）内根据LIN收发器的数量可以有多个芯片可选，另外依据VCC1输出电压的不一样有5V和3.3V版本可选，依据是否支持CAN局部网络工作有两个版本可选（只有开关电源型家族目前不支持）， 一共有多达50个系统基础芯片可供选择。

家族的定义一般来自于目标应用，目标应用的复杂度及差异化的需求决定了家族内具体版本的差异，比如简化型家族简化了供电功能并且只有一路CAN收发器，通常应用于车灯控制，方向盘锁，安全带和座椅等应用，其参考应用框图如下。

介质家族性丰富的功能（三路电源输出，多个唤醒输入和所述故障信号输出）的输出功率能力，但通常不施加到控制体，而电动换挡控制窗口应用程序或类似物，这是一个参考应用程序的框图如下。

开关电源型家族企业相对于中等型家族减少了电源输出通道，但提高了主电源的输出管理能力分析并且还增加了Boost功能，通常可以应用于车身进行控制，网关和环境影响气候风险控制等应用，其参考文献应用程序框图如下。

多CAN类型的开关电源相对于所述家庭家族性降低LIN收发器，CAN收发器增大，通常施加到网关和驾驶员辅助应用程序，参照该应用程序的框图如下。

系统基础芯片如何选型

可以利用上文提到的差异进行快速的初步选型，如先评估MCU供电网络的电压和电流能力的需求，根据电压和电流能力可以大致选择到某些家族或者系列，再根据总线收发器的要求选择某些芯片，下图是来自英飞凌的一个很简单但很直观的选型图，初步选型后还要检查唤醒需求及负载驱动需求，对于没有直接匹配到合适的系统基础芯片时需要去评估哪些外围器件匹配哪个系统基础芯片才能做到最优的方案。

本文主要介绍了针对企业不同国家市场和应用，系统理论基础芯片的各家族系列产品的不同模块和特点，以及我们如何发展进行信息系统设计基础芯片的选型，希望对您初步了解此类半导体元器件有所帮助。为了更加方便使用情况不同模块的功能，接下来的文章中将继续针对系统技术基础芯片的典型工作生活状态及特点、系统作为基础芯片的唤醒方式可以进行详细解析。