貫穿式尾燈在越來越多的車輛設(shè)計中被運用，既可以讓車體看上去更加寬大和奢華，也讓車輛在夜間行駛中更加醒目和安全。但貫穿式的車燈模組由于長度較長，對生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)工藝要求更高。小米SU7就搭載了貫穿式光環(huán)尾燈，以360顆超紅光LED組成漸層式動感光帶，動態(tài)燈效在夜間車流中優(yōu)雅醒目，該尾燈中使用的控制模塊來自朗恩斯。

　　圖1、小米SU7的貫穿式光環(huán)尾燈

　　汽車尾部的燈組是車輛燈光系統(tǒng)中非常重要的一部分，由轉(zhuǎn)向燈、位置燈(霧燈、造型燈)、制動燈(剎車燈、倒車燈、停車燈)組成。貫穿式尾燈屬于信號燈，用于提醒周圍車輛和行人，本車即將要發(fā)生的駕駛意圖，包括轉(zhuǎn)彎、剎車、駐車等，同時車身上的各種造型也可作為汽車身份的一種標(biāo)識，工作電流一般小于100mA。車后組合燈有這些高階功能：增強型停車燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈是動態(tài)的分段式燈光信號，創(chuàng)新的車燈造型可實現(xiàn)以光束打造品牌、迎賓、動畫等效果，可驅(qū)動單串、多串LED燈珠，更高能效，更少損耗，并含安全診斷功能。圖2是常見的貫穿式尾燈方案框圖：

　　左右固定側(cè)分別使用一顆MCU，用于控制固定側(cè)的轉(zhuǎn)向燈(黃色)、位置燈和制動燈。同時，為了降低成本，很多車廠會將位置燈和制動燈進行復(fù)用(紅色)，通過配置LED驅(qū)動實現(xiàn)不同的電流進行功能區(qū)分。

　　移動側(cè)一般使用一顆MCU，用于控制轉(zhuǎn)向燈、貫穿式位置燈和制動燈。

　　三顆MCU通過CAN總線或者LIN總線，進行車燈效果的同步，以及與車身其它ECU節(jié)點的通信。

　　圖2、貫穿式尾燈方案框圖

　　從圖2框圖，我們可以明確知道貫穿式尾燈方案用到的芯片主要有以下四種：主控芯片、電源芯片、驅(qū)動芯片和通信芯片。根據(jù)“Auto FAE進階之路”的資料整理，我們進行了適當(dāng)?shù)难a充。1、主控芯片通常選用ARM Cortex M0內(nèi)核的MCU，外圍接口最低的配置需求是一路CAN，一路LIN，一路UART，1路ADC，存儲需要128K Flash。如果車廠需要信息安全或者功能安全，MCU就需要加密模塊、功能安全認(rèn)證。如果車廠要求上AutoSAR平臺，F(xiàn)lash就需要512K到1MB。常見的尾燈方案中使用的MCU品牌有恩智浦、智芯、云途、杰發(fā)、兆易創(chuàng)新、中微半導(dǎo)體等。

　　圖3、常見MCU資源表

　　汽車尾燈MCU使用最多的是恩智浦的S32K1系列，前兩年因為供應(yīng)緊張，客戶都將主控型號集中為S32K144(100pin)。但是從匹配需求的角度來看，S32K116就能夠滿足。還有英飛凌的TLE9842，TLE984x 產(chǎn)品系列集成了Arm? Cortex?-M0 微控制器內(nèi)核以及繼電器驅(qū)動器、高邊開關(guān)，LIN 收發(fā)器和電源系統(tǒng)。智己L7尾燈采用了7顆英飛凌的SAK-TC233LP-16F200F AC，32bit MCU，用來控制燈板上的LED driver來實現(xiàn)不同的動畫效果。

　　圖4、智己L7尾燈

　　國產(chǎn)MCU使用比較多的是智芯、杰發(fā)，杰發(fā)的AC78013量產(chǎn)最早，但是前兩年供貨緊張，很多客戶更換成了智芯的Z20K11x系列。最近也有一些客戶在使用云途的YTM32B1L系列，云途的代碼生成工具，軟件庫等配套生態(tài)鏈相對做得更完善些。中微半導(dǎo)體的MCU之前在西南地區(qū)使用的客戶比較多，華東地區(qū)目前也有少量客戶在使用。兆易創(chuàng)新的工業(yè)級MCU是國產(chǎn)龍頭，但是布局車規(guī)MCU較晚，導(dǎo)致使用GD32A503的客戶不是太多。

　　國產(chǎn)MCU還有一家客戶選用率較高的是芯旺微的KF32A1xx系列，但是因為他的內(nèi)核不是ARM核，而是基于自研的KF32內(nèi)核架構(gòu)，很多客戶對于他后續(xù)的roadmap存在擔(dān)憂。

　　其他MCU布局了汽車尾燈應(yīng)用：

　　1.1、矽力杰B系列MCU，對其中的D flash容量作了升級，總flash容量相比同等規(guī)格競品有不小的提升，例如SA32B16的總flash容量實際達到640KB，同系列的其他產(chǎn)品亦是如此。

　　1.2、芯?？萍嫉腃S32F116Q，一款基于ARM? Cortex?-M3內(nèi)核的通用車規(guī)MCU，滿足AEC-Q100認(rèn)證的要求。

　　1.3、極海半導(dǎo)體的G32A1445，不但滿足車規(guī)要求，同時支持傳統(tǒng)三路尾燈顯示和貫穿式流水顯示，更具高辨識度、高可靠性。

　　1.4、旗芯微的FC7300，F(xiàn)C7300系列含有FC7300F8MDT、FC7300F4MDD、FC7300F4MDS 3種產(chǎn)品家族，且均可對標(biāo)英飛凌的TC家族控制器。

　　1.5、琪埔維的XL6601，同時滿足AEC-Q100汽車可靠性標(biāo)準(zhǔn)和IOS26262汽車功能安全標(biāo)準(zhǔn)的車規(guī)級MCU芯片。支持多種通訊接口，例如CAN、LIN、UART、I2C、SPI等，還支持64、80、100 LQFP等多種封裝形式，符合車用高可靠性和穩(wěn)定性要求。

　　1.6、賽騰微電子的ASM87F0812T16CIT，一款針對汽車LED尾燈控制開發(fā)的高性能專用MCU，該芯片選用通過ISO/TS16949認(rèn)證的汽車級0.11um嵌入式閃存工藝制造，內(nèi)置全溫全壓高精度(<±0.3%)時鐘振蕩器、邊緣捕獲PWM與高可靠的Data EEPROM等專用電路模塊等。

　　1.7、Microchip的PIC16F15344汽車級8位MCU， 另一款A(yù)TSAMHA1E14A集成了LIN收發(fā)器、ARM Cortex-M0+內(nèi)核的MCU、LDO、PTC觸摸控制器，單芯片實現(xiàn)LIN BCM仿真功能。

　　汽車尾燈方案中見到的國產(chǎn)主控MCU還是比較多的，因為價格、供應(yīng)以及技術(shù)支持力度都非常不錯，且芯片資源能滿足絕大部分的尾燈需求場景。2、電源芯片

　　DC DC用于將車身電池12V轉(zhuǎn)換到8V，用于給LED燈珠和LED驅(qū)動供電。

　　LDO用于將車身電池的12V轉(zhuǎn)換到5V，給MCU和CAN收發(fā)器供電。

　　2.1、BUCK芯片德州儀器在DCDC領(lǐng)域一直是領(lǐng)先的，大部分客戶都在用德州儀器的電源芯片，并且現(xiàn)在很多汽車客戶都轉(zhuǎn)為德州儀器直供客戶，價格和服務(wù)支持會更好。LM61460和LM62440現(xiàn)在屬于德州儀器主推的新物料;智己L7尾燈采用了3顆芯源的36V/3A降壓DCDC芯片MPQ4483和36V/6A降壓DCDC芯片MPQ4480;

　　芯源的MPQ442x系列之前在車載導(dǎo)航客戶用的非常多，MPQ4436因為EMC性能比較好，并且最高輸出能到6A;

　　亞德諾/美信的MAX20004，MAX20006在傳統(tǒng)的車燈方案用得比較多;Microchip的MIC28514汽車級高壓大電流DC-DC，輸入耐壓高達75V，輸出電流可達5A，支持軟啟動，用于給LED進行預(yù)降壓供電，從而降低線性LED驅(qū)動器上的發(fā)熱損耗。

　　圖5、常見BUCK芯片參數(shù)表總的來說，車規(guī)BUCK芯片還是進口占據(jù)主導(dǎo)地位，國產(chǎn)使用不多。2.2、LDO芯片常見的尾燈方案中使用的LDO品牌有德州儀器、羅姆、MPS、納芯微、思瑞浦、瓴芯等。智己L7尾燈采用了英飛凌的TLE42764GV和安森美的LDO芯片NCV4276C。

　　圖6、常見LDO參數(shù)表

　　LDO基本是150~300mA，封裝一般是SOT223和SOP8，國內(nèi)車規(guī)LDO和進口的封裝基本一樣，大部分能pin2pin，對客戶來說替換比較容易。

　　3、驅(qū)動芯片貫穿式尾燈方案中，使用數(shù)量最多的芯片就是多通道LED驅(qū)動芯片，早期UART轉(zhuǎn)CAN的技術(shù)還沒有成熟時，客戶會選擇SPI或者IIC接口的LED驅(qū)動，現(xiàn)在因為UART轉(zhuǎn)CAN的接口技術(shù)成熟，并且可選品牌非常多，基本都是使用UART轉(zhuǎn)CAN接口的多通道LED驅(qū)動。市面上常見的UART轉(zhuǎn)CAN接口的LED驅(qū)動芯片，品牌主要有德州儀器、羅姆、艾爾默斯、英飛凌、納芯微、絡(luò)明芯、芯源、矽力杰和帝奧微等。整體的參數(shù)對比表格如下所示。

　　圖7、常見的LED驅(qū)動芯片

　　德州儀器用得最多的是TPS92910，是一顆40V耐壓、12路輸出通道(每通道最高75mA)，支持開短路診斷的高邊驅(qū)動方式的線性恒流LED驅(qū)動。目前隨著貫穿式尾燈使用的LED增多，以及ISD等方案的興起，TPS929240經(jīng)常被應(yīng)用。智己L7尾燈采用了50顆德州儀器的48通道LED Driver芯片TLC6C5748-Q1、TLC5955。

　　羅姆的BD18333，相比上一代BD18331，完善了開短路診斷功能，支持24通道輸出。

　　艾爾默斯的E522.49，相比TPS92910通道數(shù)更多，單通道電流更高，內(nèi)部集成了裁剪版的CAN收發(fā)器。如果MCU和LED驅(qū)動的板間連線超過50cm，推薦E522.94，內(nèi)部集成了完整的CAN FD收發(fā)器。如果客戶需要支持完整的CAN FD協(xié)議可以考慮使用E522.95。

　　納芯微的NSL21912，和TI的TPS929120是軟硬件兼容，同時修復(fù)了TPS929120在PWM占空比為0，通道使能打開時出現(xiàn)微亮的問題。但是耐壓只有20V，如果LED功率不高的格柵燈方案中使用會存在風(fēng)險。上述表格中還列舉了TLD7002，MPQ7225，IS32LT3138，DIA82920等芯片，目前也有一些客戶在使用。

　　以下廠商也有推出LED驅(qū)動芯片：

　　3.1、聚積科技的MBI6353Q和MBI1841Q可用于貫穿式尾燈，MBI1841Q更內(nèi)置控制模式，讓車尾燈可以實現(xiàn)不同的調(diào)光控制和燈效，如漸變、跑馬燈或閃爍等，讓車尾照明更具風(fēng)格和個性，并提高整體能見度和道路安全性。3.2、Melexis的LED驅(qū)動芯片MLX81143，集成21顆LED恒流源，并可改進整個系統(tǒng)的電源管理;具有非常廣泛的調(diào)光范圍，無論是白天還是夜間都能達到優(yōu)異的亮度調(diào)節(jié)效果。MeLiBu?接口支持同時驅(qū)動車內(nèi)多達3000個LED，提供動態(tài)安全警示并增強車輛與駕駛員之間的通信。

　　3.3、Onsemi的NCV7685作為線性LED驅(qū)動，具有12通道最大60mA線性恒流驅(qū)動能力，支持每個通道獨立PWM調(diào)光，具有LED故障檢測和反饋功能。通過I2C進行控制，可對I2C地址進行配置和編程。

　　3.4、元芯半導(dǎo)體的YX8265是一款可直驅(qū)氮化鎵的升降壓LED控制器，輸入輸出均支持到65V范圍，并集成高壓側(cè)的電流采樣，集成模擬電壓和PWM高精度調(diào)光，集成功能安全單元對LED開路和LED短路進行保護和報警，可完美支持汽車LED矩陣式前照燈ADB控制，尾燈流水燈控制，迎賓模式控制等高端智能車燈應(yīng)用。

　　3.5、意法半導(dǎo)體的尾燈驅(qū)動產(chǎn)品L99LDLH32和L99LDLL16，通道數(shù)量多并集成特有的CAN-FD Light接口，可以構(gòu)成一種全新的分布式尾燈控制方式。

　　4、通信芯片

　　LIN收發(fā)器用于幾個主控MCU之間通信，或者和外部ECU進行通信。

　　CAN收發(fā)器的使用場景有兩部分：用于MCU和外部ECU的通信;用于MCU和LED燈驅(qū)的UART轉(zhuǎn)CAN通信。

　　CAN、LIN收發(fā)器的國產(chǎn)替換進程比較快，國產(chǎn)和進口品牌都有豐富的產(chǎn)品矩陣。

　　4.1、CAN收發(fā)器CAN收發(fā)器芯片品牌主要有恩智浦、德州儀器、英飛凌、安森美、芯力特、川土微、思瑞浦、納芯微等。智己L7尾燈采用了恩智浦的CAN收發(fā)器芯片TJA1042。芯力特是國內(nèi)最早量產(chǎn)CAN收發(fā)器的廠家之一，SIT1051、SIT1042、SIT1043、SIT1044、SIT1145目前在網(wǎng)上都有對應(yīng)的數(shù)據(jù)手冊和訂購渠道。川土微的CA-IF1051、CA-IF1042、CA-IF1043、CA-IF1044目前在網(wǎng)上都有資料。思瑞浦的TPT1051、TPT1042、TPT1043、TPT1044、TPT1145目前都已經(jīng)量產(chǎn)，并且大部分產(chǎn)品的CAN引腳耐壓能夠做到±70V和通過德國C&S兼容性認(rèn)證。納芯微的車規(guī)CAN收發(fā)器量產(chǎn)較早，但是因為供應(yīng)原因，沒能抓住前兩年國產(chǎn)替換的窗口?，F(xiàn)在CAN收發(fā)器的價格競爭激烈，再想要獲取份額還是有些難度的。

　　4.2、LIN收發(fā)器LIN收發(fā)器芯片品牌主要有恩智浦、德州儀器、英飛凌、安森美、微芯、芯力特、川土微、思瑞浦、納芯微、絡(luò)明芯。恩智浦是全球領(lǐng)頭羊，國產(chǎn)量產(chǎn)芯片基本都是對標(biāo)恩智浦的TJA1021，少數(shù)廠家有在做對標(biāo)TJA1028的產(chǎn)品。絡(luò)明芯這一家量產(chǎn)了對標(biāo)TJA1028的LIN SBC芯片，型號為IS32IO1028。

　　微芯的ATA663254汽車級LIN收發(fā)器，集成了85mA LDO，可以直接為MCU供電，無需額外增加LDO。英迪芯微的第一代集成LIN收發(fā)器的尾燈芯片已經(jīng)在大眾為首的一些廠家已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)，第二代集成CAN收發(fā)器的尾燈Stream G0芯片已經(jīng)開始送樣階段。

　　例如英迪芯微的iND83220，集成CAN PHY的多通道LED恒流源，其集成了高達27路恒流源，每路恒流源可以支持最大60mA，同時集成ARM M0內(nèi)核，可單片實現(xiàn)顏色校準(zhǔn)算法處理、電源管理、GPIO控制、LED驅(qū)動等功能，還采用16 bit的PWM控制，并集成PN節(jié)電壓檢測電路，既可支持RGB驅(qū)動+混色控制，也可以支持單色LED驅(qū)動。貫穿式尾燈還需要內(nèi)置大量燈珠，通常使用LED或OLED燈珠等，燈珠原廠有艾邁斯歐司朗、CREE、晶科、鴻利智匯、翌光科技、偉方成、統(tǒng)明亮、艾笛森光電、弘凱光電、瑞豐光電、升譜光電、天成、宇亮光電、天電光電等。

　　綜上所述，新能源汽車芯片的選型及設(shè)計并非易事。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平臺，過去數(shù)年已積累了海量極具優(yōu)勢的芯片貨源。我們聚焦服務(wù)元器件長尾客戶群，讓每一家芯片原廠或分銷商的每一款芯片，在Design In、Design Win和流通中更高效，幫助工程師的方案選型、試樣及采購，為電子產(chǎn)業(yè)供需略盡綿薄之力。

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