汽车电脑ECU芯片浅析
ECU的全称是Electronic Control Unit，即电子控制单元，俗称“汽车电脑”、“行车电脑”、“车载电脑”等，他们的主要用途就是控制汽车的行驶状态以及实现其各种功能。而我们通常把ECU理解成Engine Control Unit，即发动机控制单元，也就是下图里的控制模块。
图1、ECU
按用途来讲ECU是汽车电脑。它类似于普通的电脑，也有微处理器、存储器、输入/输出接口、模数转换器和通信芯片等元器件组成。
图2、ECU主板
大部分ECU电路结构大同小异，控制功能的变化主要依赖于软件及输入输出模块的变化，随控制系统完成任务的不同而存在差异。每辆车可以配置多个ECU，包括发动机控制模块、变速箱控制模块、动力总成控制模块、制动控制模块、防抱死制动系统、车身控制模块、悬架控制模块、电池管理系统和与车辆中的特定子系统相关的其他ECU等。ECU通常由以下部分组件组成：1、微控制器 - 微控制器是ECU的核心器件。微控制器接收所有输入，并使用提供的软件例程进行逻辑处理以提供所需的输出。这些微控制器读取或写入SRAM、FLASH、RAM或EEPROM存储器。存储器用于存储不同的软件组件，无论是引导加载程序还是实际固件以及处理不同任务所需的其他软件参数。2、输入部分 - 我们可以将ECU的输入定义为两类：1)电源 - 为ECU提供输入电压和电流，以启动并保证软件正常运行;2)模拟量输入和数字量输入 - 这些是ECU最关键的组件之一，其输入的值是影响子系统功能的关键因素。3、输出部分 - 根据输入数据进行处理后产生输出，输出可能驱动以下器件，如用于执行器驱动器(继电器、喷射器、阀门)，或用于伺服电机的H桥驱动器，或逻辑输出。4、通信链路 - 传感器和ECU的位置可能位于不同的位置，从而需要在这两者之间建立通信链路。有时一辆车可能包含超过80个ECU，而某些ECU的输出依赖于其他的 ECU所产生的输入。因此，需要ECU内部和ECU之间的通信。因此，在一个ECU中建立了CAN总线协议、LIN协议、Flexray等不同通信协议的通信链路。5、软件 - 这是最重要的组件，包括启动控制器所需的引导加载程序、不同的配置参数以及处理不同输入和提供准确输出所需的决策逻辑。
图3、特斯拉Model 3的ECU主板
接下来，我们梳理了9款不同ECU的部分芯片，以实例说明元器件选型。1、特斯拉Model 3
品牌 | 型号 | 描述 |
意法半导体(ST) | GK026 | 24颗SiC FETS |
意法半导体(ST) | STGAP1AS | 6颗汽车用电流隔离单重栅极驱动器 |
德州仪器(TI) | TMS320F28377DPTPQ | 1款MCU，具有800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB闪存、EMIF、16位ADC的C2000™ 32位MCU |
安森美(ONSEMI) | TCA0372BDW | 1款双功率运算放大器 |
德州仪器(TI) | LMV844 | 1款精密运算放大器 |
微芯(MICROCHIP) | 25LC256E | 1款EEPROM |
德州仪器(TI) | SN65HVD1040A | 2颗CAN总线收发器 |
恩智浦(NXP) | TJA1021 | 1款Lin总线收发器 |
博通(BROADCOM) | ACPL-C87BT-000E | 1款光隔离放大器 |
英飞凌(INFINEON) | TLF35584QVVS2 | 1款DC/DC开关稳压器 |
TDK | VGT22EPC-222S6A12 | 1款VGT系列反激变压器 |
- | - | 阻容感、连接器、接口、结构件和紧固件等等 |
表1、特斯拉Model 3的ECU
2、特斯拉Model Y
品牌 | 型号 | 描述 |
意法半导体(ST) | STGAP4S | 6颗汽车用电流隔离单重栅极驱动器 |
德州仪器(TI) | TMS320F28377DPTPQ | 1款MCU，具有800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB闪存、EMIF、16位ADC的C2000™ 32位MCU |
ACC | T5977510 | 2颗红外温度传感器 |
德州仪器(TI) | ISO7741FQ | 1款数字隔离器 |
德州仪器(TI) | ISO7762FQ | 1款高性能增强型六通道数字隔离器 |
德州仪器(TI) | AMC3330-Q1 | 1款具有完全集成的隔离式直流/直流转换器的精密隔离式放大器,能实现器件低侧的单电源运行 |
伊顿/库柏BUSSMANN(EATON/COOPER BUSSMANN) | TS-10A05F | 1款熔断器 |
伊顿/库柏BUSSMANN(EATON/COOPER BUSSMANN) | T10AH500V | 1款500V保险丝 |
- | 16324 1TC TC14427 2212 | 1款安全保护控制器 |
- | - | 阻容感、连接器、接口、结构件和紧固件等等 |
表2、特斯拉Model Y第四代ECU
3、众泰T700
品牌 | 型号 | 描述 |
意法半导体(ST) | ST10F275-CFG | 1颗16位车规级微控制器，集成闪存跟RAM，集成CAN、PWM、ADC等功能，非常适合车身控制应用 |
意法半导体(ST) | L9929 | 1款半桥直流步进电机控制驱动器，SPI受控H- BRIDGE |
意法半导体(ST) | L9826 | 1款用于电阻和电感负载的八通道低侧驱动器,具有串行/并行输入控制、输出保护和诊断 |
意法半导体(ST) | ACXD063 U1100301 | 1款运算放大器 |
博世(BOSCH) | 6A930 | 1款汽车发动机喷油驱动芯片 |
博世(BOSCH) | L05173 | 1款汽车电源芯片 |
英飞凌(INFINEON) | BSP75N | 1款采用Smart SIPMOS技术的N通道垂直功率FET |
德州仪器(TI) | LM2904D | 1款运算放大器 |
飞利浦(PHILIPS) | 74HC08 | 1款2输入与门 |
飞利浦(PHILIPS) | 74HC132 | 1款施密特触发器 |
威世(VISHAY) | SM8A27 | 1款瞬态抑制二极管 |
- | - | 阻容感、连接器、接口、结构件和紧固件等等 |
表3、众泰T700的ECU
4、奔驰ESP系统的ECU
品牌 | 型号 | 描述 |
意法半导体(ST) | ST10C167-Q3/A6 | 1颗16位车规级MCU |
英飞凌(INFINEON) | SAK-C167CR-LM | 1颗16位CMOS单芯片微控制器 |
飞利浦(PHILIPS) | D58345 | 1款汽车电脑板驱动芯片 |
德州仪器(TI) | B57493 | 1款汽车发动机通用芯片和汽车ECU电脑驱动发动机控制芯片 |
意法半导体(ST) | ST5P08C3 | 1款EEPROM |
德州仪器/美国国家半导体(TI/NSC) | LM2904M | 1款运算放大器及比较器 |
AMD | AM29F400BB-90SE | 1款汽车存储芯片 |
博世(BOSCH) | 30424 | 1款汽车电脑板驱动芯片 |
博世(BOSCH) | 30430 | 1款汽车电源芯片 |
博世(BOSCH) | 30028 | 1款汽车驱动晶体管 |
博世(BOSCH) | 30344 | 1款汽车ECU驱动芯片 |
博世(BOSCH) | 30348 | 1款汽车电机/电磁阀驱动芯片 |
英飞凌(INFINEON) | BSP75N | 1款采用Smart SIPMOS技术的N通道垂直功率FET |
NEC | PD43256BCU-70Y | 1款RAM芯片 |
意法半导体(ST) | ST95P08C3 | 1款逻辑芯片 |
- | - | 阻容感、连接器、接口、结构件和紧固件等等 |
表4、奔驰ECU
5、奔驰S350
品牌 | 型号 | 描述 |
恩智浦(NXP) | MPC564 | 1颗32位MCU |
恩智浦(NXP) | SC667035MZP56 | 1颗MCU |
恩智浦(NXP) | TJA1040T | 1颗CAN收发器 |
恩智浦(NXP) | TJA1041AT | 1颗CAN高速收发器 |
英飞凌(INFINEON) | TLE6244X | 1颗18通道电源开关芯片 |
英飞凌(INFINEON) | TLE7209-2R | 1颗汽车发动机电脑节气门怠速阀控制芯片 |
飞利浦(PHILIPS) | BUK138-50DL | 1款MOSFET |
意法半导体(ST) | M58BW016DB70T3F | 1款2MB Flash |
德州仪器(TI) | LM2904 | 1款运算放大器 |
安世(NEXPERIA) | 74HC00D | 1款2输入端与非门 |
博世(BOSCH) | 30522 | 1款汽车氧传感器驱动芯片 |
博世(BOSCH) | 30427 | 1款汽车电脑板驱动芯片 |
博世(BOSCH) | 30591 | 1款共轨电脑电源驱动芯片 |
博世(BOSCH) | 30521 | 1款汽车点火驱动芯片 |
博世(BOSCH) | 30471 | 1款汽车电脑板芯片 |
NEC | B58944D43256BGU-70Y | 1款汽车电脑板驱动芯片 |
- | - | 阻容感、连接器、接口、结构件和紧固件等等 |
表5、奔驰S350的ECU
6、五菱宏光ECU
品牌 | 型号 | 描述 |
意法半导体(ST) | ST10F275-CFG | 1颗16位车规级微控制器，集成闪存跟RAM，集成CAN、PWM、ADC等功能，非常适合车身控制应用 |
意法半导体(ST) | L9929 | 1款半桥直流步进电机控制驱动器，SPI受控H- BRIDGE |
意法半导体(ST) | L9826 | 1款用于电阻和电感负载的八通道低侧驱动器,具有串行/并行输入控制、输出保护和诊断 |
意法半导体(ST) | ACXD063 U1100301 | 1款运算放大器 |
博世(BOSCH) | 6A930 | 1款汽车发动机喷油驱动芯片 |
博世(BOSCH) | L05173 | 1款汽车电源芯片 |
英飞凌(INFINEON) | BSP75N | 1款采用Smart SIPMOS技术的N通道垂直功率FET |
德州仪器(TI) | LM2904D | 1款运算放大器 |
飞利浦(PHILIPS) | 74HC08 | 1款2输入与门 |
飞利浦(PHILIPS) | 74HC132 | 1款施密特触发器 |
威世(VISHAY) | SM8A27 | 1款瞬态抑制二极管 |
- | - | 阻容感、连接器、接口、结构件和紧固件等等 |
表6、五菱宏光ECU
7、长城哈弗H7
品牌 | 型号 | 描述 |
英飞凌(INFINEON) | SAK-TC1728N-192F133HR AC | 1颗32位iCore微控制器，是AUDO MAX系列中入门级产品 |
英飞凌(INFINEON) | TLE8209-2E | 1颗马达/运动/点火控制器和驱动器 |
安世(NEXPERIA) | BUK9640-100A | 1款N沟道增强型MOS管 |
安世(NEXPERIA) | BUK9K29-100E | 1款双路场效应管 |
安世(NEXPERIA) | 丝印91955B | 1款MOS管 |
博世(BOSCH) | SMD284 | 1款压力传感器 |
博世(BOSCH) | 40103 | 1款ECU芯片 |
恩智浦/飞思卡尔(NXP/FREESCALE) | SC900685A3AE | 1款电源管理芯片 |
恩智浦(NXP) | 74HC08 | 1款2输入与门 |
联合汽车电子(UAES) | 0D097 | 1款发动机喷油驱动芯片 |
飞利浦(PHILIPS) | 74HCT14 | 1款施密特触发器 |
提迪凯/爱普科斯(TDK/EPCOS) | 丝印B1938 | 1款车规共模电感(扼流圈) |
安森美/飞兆(ONSEMI/FAIRCHILD) | 丝印1G20AL | 1款MOS管 |
- | - | 阻容感、连接器、接口、结构件和紧固件等等 |
表7、长城哈弗H7的ECU
8、奥迪A4L
品牌 | 型号 | 描述 |
英飞凌(INFINEON) | SAKCIC751 | 1颗32位微控制器 |
英飞凌(INFINEON) | TLE8209-2R | 1颗伺服驱动和运动控制芯片 |
德州仪器(TI) | LM2902KVQ | 1款工作温度范围为-40°C至125°C的四路、30V、1.2MHz、ESD经过改进 (2kV) 的运算放大器 |
德州仪器(TI) | LM2901Q1 | 1款差分比较器 |
博世(BOSCH) | SMD284 | 1款压力传感器 |
博世(BOSCH) | 30586 | 1款点火驱动芯片 |
博世(BOSCH) | 40009 | 1款ECU芯片 |
博世(BOSCH) | 30651 | 1款喷油驱动芯片 |
博世(BOSCH) | 40077 | 1款高压共轨电源芯片 |
博世(BOSCH) | 30615 | 1款ECU驱动芯片 |
飞利浦(PHILIPS) | 74HCT14 | 1款施密特触发器 |
飞利浦(PHILIPS) | BUK9222-55A | 1款N沟道增强型场效应管 |
飞利浦(PHILIPS) | 74HC02D | 1款2输入或非门 |
提迪凯/爱普科斯(TDK/EPCOS) | 丝印B1938 | 1款车规共模电感(扼流圈) |
安森美/飞兆(ONSEMI/FAIRCHILD) | UR620C | 1款功率三极管 |
安森美/飞兆(ONSEMI/FAIRCHILD) | 76633S | 1款MOS管 |
- | 8909000938 | 1款电子风扇/碳罐电磁阀控制芯片 |
- | - | 阻容感、连接器、接口、结构件和紧固件等等 |
表8、奥迪A4L的ECU
9、宝马mini
品牌 | 型号 | 描述 |
NEC | D70F3403AGC | 1款汽车MCU |
英飞凌(INFINEON) | IPD50P04P4L | 1款P沟道MOS管 |
意法半导体(ST) | 丝印P3240HX | 1款芯片 |
尼吉康(NICHICON) | 4700uF35V | 1款铝电解电容 |
奥托立夫(AUTOLIV) | 16006B | 1款定制芯片 |
奥托立夫(AUTOLIV) | 16012A | 1款定制芯片 |
奥托立夫(AUTOLIV) | E16007B | 1款定制芯片 |
- | 丝印605452100B 16013B | 1款芯片 |
- | - | 阻容感、连接器、接口、结构件和紧固件等等 |
表9、宝马mini的ECU
上述9款汽车ECU的芯片，除了众泰T700和五菱宏光高度相似，其他ECU的芯片选型都有所不同。这与车规级芯片的高认证标准和要求有关。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平台，过去数年已积累了车规芯片的优势货源。我们聚焦服务元器件长尾客户群，让每一家芯片原厂或分销商的每一款芯片，在Design In、Design Win和流通中更高效，帮助工程师的方案选型、试样及采购，为电子产业供需略尽绵薄之力。
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