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近年來，汽車電子技術快速發展，帶來的安全問題日益突出，人們對功能安全的需求越來越強烈，在汽車電機控制應用，即使是“低端”電機控制應用也越來越需要滿足ASIL-B或更高的標準。電機控制應用的芯片多種多樣，然而高度集成且能滿足功能安全的芯片卻很少，您還在為尋找此類芯片而煩惱嗎？不妨來看一下NXP新推出的S32M2xx。

S32M資源優勢介紹

S32M2xx是一個基于ARM Cortex M4F或M7F內核，功能安全等級達到ASIL-B，且集成MOS管預驅的用于電機控制的芯片，S32M2xx有多種型號，S32M241~S32M244型號是內部集成S32K144內核和AE外設，如圖1；S32M274和S32M276是內部集成S32K312內核和AE外設，如圖2。芯片內核部分引腳與AE外設部分引腳在內部相連，內核通過SPI進行通信來控制AE外設。因為芯片集成度高，硬件電路設計會很簡單。

圖1S32M24x芯片框圖

圖2 S32M27x芯片框圖

芯片資源介紹

S32M24x和S32M27x的AE外設基本一樣，主要資源區別在于內核部分，圖3和圖4展示6種型號的資源差異。資源越豐富的型號成本越高，實際應用應根據需求，選擇合適的型號，一般優先選擇S32M24x型號。下文主要介紹S32M24x的資源。

S32M24x內核部分主要特點：

32位ARM Cortex-M4內核高達80MHz；

具備FPU、MPU、DSP、TPIU、DMA、CRC模塊和安全模塊CSEc；

嵌套中斷向量控制器(NVIC)、喚醒中斷控制器(AWIC)、不可屏蔽中斷(NMI)；

軟件看門狗(WDG)、硬件看門狗(EWM)；

調試接口：SWD和JTAG；

帶ECC的FLASH、EEPROM和RAM；

FastIRC(48 MHz)、Slow IRC(8 MHz)、Low-power oscillator(128 KHz)；

外部晶振支持4~40M，PLL 單元(最大 320 MHz VCO)；

具備通信模塊:LPUART、LPSPI、LPI2C、FLexCAN；

FlexIO，可模擬UART、SPI、IIC、IIS和PWM生成；

低功耗定時器LPTMR、LPIT和一個比較器模塊(CMP)；

4個FTM，支持定時、輸入捕獲，輸出比較和PWM產生；

一個TRGMUX、兩個PDB和兩個12bit的ADC模塊，可用于電機控制的電壓、電流和溫度采樣等；

IO支持5V 電源和高ESD/EFT 性能。

AE外設特點：

12V供電，集成線性電壓調整器可選擇3.3V或5V，用于內核部分供電；

額外的5v穩壓器可輸出30mA的電流，可用于外部設備，如外部CANPHY或傳感器；

一個電源管理控制器(PMC)，支持多種電源模式；

集成三個高邊和三個低邊預驅，在40khz目標總柵極電荷有75nC；

使用外部電感和二極管的Boost DC/DC轉換器選項；

使用外部電容器的充電泵；

內部ADC的高邊漏極(DC Link)電壓監測；

內部ADC的相位電壓測量，可用于方波控制的反電動勢檢測；

高邊和低邊驅動器保護的去飽和比較器；

橋接電源過壓和欠壓檢測；

帶過流比較器的電流檢測；

一個可編程增益的DPGA，可用于電機控制中的電流采樣；

模塊時鐘42MHz，與內核的SPI通信支持4~10MHz；

CAN PHY支持5M的CANFD通信；

LIN PHY支持CXPI協議，完全符合LIN 2.x標準和SAE J2602-2 ，可用于高壓(12V)PWM輸入。

圖3 S32M2xx各型號對比

圖4S32M2xx各型號對比

芯片優勢和特點

可滿足功能安全等級為ASIL-B的應用需求和車規Grade 0的應用目標；

集成LDO、CAN PHY/LIN PHY(看具體型號)和MOS管預驅等，節省外圍器件；

具有硬件去飽和保護、過壓保護、欠壓保護、過流保護和溫度監測，電機控制更安全；

NXP提供電機控制例程代碼，可通過S32DS 3.5版本配置生成驅動代碼，加快開發。

S32M應用方案介紹

S32M24x，主要用于三相無傳感器無刷直流(BLDC/PMSM)電機控制，可選擇方波控制和單電阻FOC控制。S32M24x在電機應用上與S12ZVM相似，兩種芯片是并存的關系，S32M24x更偏向于有靜音、功能安全、信息安全、更高算力、security要求的電機控制的應用。其應用場景有很多，例如：燃油泵、水泵、油泵、暖通空調鼓風、發動機冷卻風扇、電動超級充電器、可逆雨刷、電動車窗升降器、動力天窗等。

圖5S32M244的應用框圖(帶LINPHY)

圖6 S32M244的應用框圖(帶CANPHY)

S32M2xx支持汽車12V電池供電，可滿足汽車中大部分直流無刷電機的應用，以及ASIL B等級的功能安全需求，還有助于降低硬件設計難度和減小客戶的PCB尺寸，降低成本和縮短開發周期，實現更高性價比的電機控制設計。

審核編輯：湯梓紅