S32M2技术解析：高集成度解决方案，简化BLDC和PMSM电机控制！-电子发烧友网

在过去的二十多年里，我们一直致力于将通用MCU与汽车模拟产品中的特定应用功能相结合，为电机控制提供高度集成的解决方案。在这期间，我们见证了电子控制在多个方面的演进，比如从8位到16位，再到现在的32位MCU架构。如今，随着功能安全和信息安全在这些系统中的重要程度不断提高，我们需要再次升级解决方案。

随着软件定义汽车的发展，汽车开发人员需要从有刷直流电机转向无刷直流电机 (BLDC) 和永磁同步电机 (PMSM)。BLDC和PMSM电机因体积小、重量轻、扭矩高和效率高而闻名，有助于节约能源和延长电动汽车 (EV) 的续航里程。然而，这些优势也带来了一些挑战：它们的控制往往比较复杂，需要强大的MCU来实施先进的矢量控制 (FOC) 算法，以发挥它们的潜力。

考虑到这些趋势和挑战，恩智浦推出了S32M2系统级封装 (SiP) 方案，可提供基于成熟S32汽车计算平台的全面12V电机控制。S32M2系列集成了高压 (HV) 模拟特性、通信物理层和S32K通用汽车MCU，优化了空间利用率，降低了客户的物料清单 (BoM) 成本和复杂度。S32K强大的Arm Cortex-M4和Cortex-M7内核提供了执行高级电机控制算法所需的计算能力，这些算法是解决电动汽车中严苛的车内噪音要求的必要条件。

实现先进的BLDC和PMSM电机控制

S32M2电机控制方案全面满足现代12V汽车电机控制的各种需求，推动软件定义电动汽车电机控制边缘节点的下一步增长：

采用基于平台的电机控制边缘节点设计，帮助OEM和一级供应商减少复杂性，加速产品上市
使汽车制造商能够利用边缘节点进行数据挖掘，并提高效率
S32M2中的高性能内核支持在边缘节点中部署诊断软件，便于监测电机运行状况
简化无刷电机控制的高级数学算法的实现
降低车内噪音，提高乘客舒适度

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S32M2集成方案中集成了什么？

S32M2是一个单封装的双芯片方案：一个标准的MCU和一个由稳压器、物理层通信接口(CAN或LIN) 和12V电机控制栅极驱动器组成的模拟前端。

S32M2宏观框图

嵌入式S32K1/S32K3 MCU内核

高性能处理内核，用于高效数学算法计算
符合ISO26262 ASIL B功能安全标准
着眼未来的安全特性，具有可扩展平台
闪存范围从128KB到1MB

集成的模拟和通信物理接口

6通道MOSFET 栅极驱动器，具有压摆率控制，通过12V电源供电
稳压器，能够直接连接到汽车电池，为S32M2内部的所有模块提供电源
丰富的外设集，支持LIN和CAN FD

为功能安全和可靠性而设计

遵循ISO26262开发流程，针对独立于环境的安全芯片 (SEooC) 组件和真正的ASIL B
提供-40°C到150°C环境温度范围的AEC-Q100 0级认证到2级认证
功能安全交付物和使能，支持符合ISO 26262
满足汽车和工业OEM EMC/ESD规范

软件的可复用性

S32M2与S32汽车计算平台的使能工具 (例如软件、演示代码、开发和验证工具等) 完全兼容。得益于平台设计方法，这种兼容性增强了在边缘节点之间以及到基于S32的区域和汽车计算域的软件的可复用性。

S32M2系列还支持无线 (OTA) 更新，为按需更新边缘节点提供了便利。

从S32M2芯片到电机控制系统方案

为了将电机控制SiP芯片转化为系统解决方案，我们不仅提供芯片和底层驱动程序，还提供完整的软硬件配套和生态合作体系。

S32M2是完整的电机控制系统解决方案

本文小结

随着汽车架构的演进，向着软件定义、更高性能、更高功能安全和更高信息安全的方向发展，我们的电机控制集成解决方案组合也随着S32M2系列的推出而发展。有了它，我们将继续延续全面的控制系统解决方案的特点，即易于设计。

展望未来，我们期望随着需求的变化而不断演进升级，朝着更高的电池电压和新的通信总线标准发展，同时保持客户期望的实施简便性。

本文作者

Dr. Raghavan Nagarajan，恩智浦半导体集成解决方案产品市场经理，负责恩智浦半导体集成电机控制汽车处理器解决方案产品的全球市场营销。他是电力电子专业人士，拥有超过20年的工业经验，涉及电力半导体、电机驱动和可再生能源领域。他积极参与多个国际工作组的活动，以及多个创新和新产品开发资助项目的推进。他拥有电气工程博士学位和通用管理MBA学位。