我们知道汽车电子12V直流电机应用场景大方向涵盖了热管理、车身电子、底盘相关的部分。在最近Aspencore主办的2023国际集成电路展览会暨研讨会（IIC），旋智科技的芯品发布会上，丁文从驱动方案的角度，将12V直流电机应用切分成了不同的4大场景：多电机小功率、单电机小功率、单电机中功率、单电机大功率。
这次旋智科技发布的是应用于汽车直流无刷（有刷）电机的内置N-FET预驱微控制器SPD1179，属于其中的单电机中功率场景。电机控制一直也都是旋智科技专注的方向。
这类场景的具体应用包括鼓风机、水泵、雨刮、车窗等。丁文介绍说这类场景“和小功率单电机场景的不同在于，它是由高集成度+外部MOSFET的解决方案”。而SPD1179就是其中的高集成度SoC，通过搭配外部MOSFET进行电机驱动。
从下面的框图来看，SPD1179芯片内部集成了电机控制系统除了外部MOS外所需的模块部分。其核心为Cortex-M4F，另外包括2相/3相驱动、电源管理、LIN收发器等组成部分。
这类场景对于芯片集成度的需求，“源于客户体积、成本、可靠性的要求。”丁文说，“国外企业针对这类应用场景的主流方案都是高集成度的SoC芯片。过去两年汽车芯片缺货的时候，这类芯片也非常紧俏。”
PPT中给出了SPD1179这颗芯片的主要应用场景，可替换国际大厂的芯片型号，以及当前这颗芯片处于量产送样状态——预计最终的量产时间是今年第三季度。“SPD1179是针对国外大厂SoC芯片很理想的替换。”这种替换就旋智科技的角度来看，自主知识产权——不仅是汽车电子——在各领域达成了100%的可控，可实现很高的可靠性，而且可以做差异化定制。
SPD1179整个封装，是由两片die合封在一起的，如上图所示：分别是MCU部分（框图中的蓝底部分）和高压部分（红底部分）。图片表格中已经给出了相对完整的规格信息，包括MCU部分支持浮点运算的Cortex-M4F内核，100MHz主频，128KB Flash，32KB RAM，以及“专用12KB Flash给客户做模拟”，“寿命30万次以上的EEPROM——在汽车上也非常必要”。
另外MCU部分也内置了两颗ADC，一颗用于测量采样转换，另一颗用于电压监视，“这也是功能安全所需要的”；芯片内集成了2路PGA（可编程增益放大器）、5路比较器；接口方面支持CAN/CAN-FD、LIN等，应用场景丰富。
另一片高压驱动die内，集成了LIN收发器、电流型驱动、2/3相预驱、3相BEMF反电动势检测电路、母线电压分压检测电路，以及多路LDO，对外达成最大5V40mA输出。
两片die结合，”我们做到了真正的5.5V-40V宽输入供电要求”。芯片封装有QFN48、QFN56两种；车规等级满足AEC-Q100 Grade 1，以及ISO26262 ASIL-B功能安全。
丁文介绍说，这颗芯片已经面向不少主机厂和Tier 1/2进行测试，“目前我们的demo板支持PWM、LIN、CAN多重通信方式，最大功率支持1kW。开发工具链部分，包括支持Jlink仿真器、Keil或IAR的IDE、作debug的JScope和通过Matlab做数据分析。
实际上，旋智这家企业的产品布局涵盖了家用电器、工业控制、短距出行、电动工具、新型消费等。大疆、Segway、格力、Bambu Lab等都是旋智的客户。丁文说，旋智后续的发力重点也会在工业控制和汽车电子方向。“进军汽车是公司的既定策略”，切入点还是旋智擅长的电机控制，“2019年打磨完工业产品之后，我们就启动了汽车产品的开发。”
扩展到汽车领域的难点，并不限于功能安全与车规级认证这么简单。丁文说，高集成度芯片对于各类IP的需求是面临的难点之一，而在工业和其他领域积累的IP，是旋智推出以SPD1179为代表的汽车电子芯片的基础；其次，这类产品要求“对电机系统，比如低压直流电机系统驱动有很深的理解”；制造和量产，“不仅仅是过车规认证”，长期的质量管理也是挑战；以及未来旋智也计划在芯片之外，为客户提供更完整的解决方案。
不过进驻汽车电子市场仍然没有那么容易，毕竟国际大厂有着先发优势。丁文在介绍SPD1179这颗芯片时多次谈到了，这是一颗“非常优异、对标国外大厂”的SoC芯片，并且这是“国内首颗能够从功能、性能上对标国际大厂高集成度产品的SoC芯片”。
旋智将这颗芯片的优势总结一句话为“SPD1179是国内首颗车规级、为汽车单电机中功率量身定制、能够满足功能安全需求的SoC”——丁文说。而将SPD1179芯片优势分成三部分，则囊括了高性能、高集成度、高可靠性。
“高性能”部分前文已经部分提到，一方面体现在Cortex-M4F核心的采用，算力充足的同时也支持浮点运算；另一方面是存储资源相对充足，也考虑到了主机厂的OTA需求；另外电流型预驱“带来了更好的EMC性能，同时在电池电压欠压下，具备更好的低压驱动能力”。
而“高集成度”体现在集成多路LDO、LIN收发器、多路分压电路等，整体降低了BOM成本。在此，电流型驱动相比于电压型驱动，进一步节省了外部MOS三颗自举电容。高集成度的特性也就实现了外围系统成本的降低。
“高可靠性”在于SPD1179提供的保护和功能安全特性，如针对外部MOSFET提供硬件级Vds监视特性，实现过流保护；另外还有诸如片上存储ECC纠错、专用ADC进行内部关键电压监视，以及汽车应用所需的高边防反接功能、提供时钟备份等安全特性。
在答记者问时，丁文提到无论是算力、集成度还是功能安全，这颗芯片都完全做到了国际大厂芯片的水平，能够实现功能上的替换。与此同时，由于SPD1179采用两颗die合封的设计，“未来要进入48V领域，数字MCU和驱动的晶圆升级是可以分开并行去做的。”丁文说，“比如需求更高算力、更多接口，则升级MCU部分；而需要48V，升级驱动耐压就好。”
另外由于长期来看，48V会成为未来，丁文表示基于其他应用上的经验，包括低压伺服、园林工具、服务器风扇等领域“都已经有集成48V驱动的MCU产品”，所以旋智对于汽车48V电压平台的产品也是信心十足的。
在旋智的产品布局里，如前所述电机控制是一大类，是“旋智关注的主航道”——这个类别又可以细分为电机控制微控制器、智能驱动器和智能功率表模块。2018年，其“第2代工业内置预驱的电机微控制器”进入量产；随后于2019年开始进行这一代SPD1179车规级SoC芯片开发，预计Q3进入量产，当前“已经有意向客户”。
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