艾睿电子基于NXP S32G2汽车网络处理器的车载网关开发套件特性解读

基于恩智浦的S32G2汽车网络处理器，艾睿电子开发出了一款功能强大的车载网关开发套件，助力开发者应对新一代汽车电子电气架构复杂性挑战。

市场需求

近几年，汽车电子电气架构迅速演进，包括更高的功能安全、信息安全、OTA能力、更强的通讯能力及网络带宽、更加智能的驾驶系统等。这些需求对芯片以及网络带宽提出了更高的要求。同时在电子设备越来越多、网络连接越来越多的情况下，功能安全和信息安全变得越来越重要。所有这些需求逐渐催生了新的汽车电子设计架构以及新的芯片解决方案。这些新的解决方案使得最新的汽车概念得以实现。

随着这些电子设备融入新的汽车架构，汽车对软件的需求越来越大，同时可以预见在未来十年，汽车上的软件代码会成倍的增加。由于软件开发成本高昂，因此我们需要平台化的处理器架构来实现代码的重复使用，从而降低软件开发成本。

另一个正在发生的汽车革命是汽车数据正在爆发式的增长，越来越多的汽车开始连接到云服务器，从而使得OEM厂商能够在云端访问汽车数据并提供诸如在线升级、远程控制等服务；并且自动驾驶的逐步升级也会带来更多的数据。

方案概述

综上所述，面对这些越来越复杂的需求，恩智浦的S32G2汽车网络处理器能够很好的应对这些挑战。S32G2包含以下特性：

四个采用Arm Neon技术的Arm Cortex-A53内核，带可选的两两锁步功能，用于处理高算力的应用和服务

3个Arm Cortex-M7全锁步内核，用于处理实时应用

低延迟通信引擎(LLCE)，用于处理汽车网络加速

数据包转发引擎(PFE) ，用于以太网网络加速

硬件安全引擎(HSE)，用于安全启动和加速安全服务

支持实现ASIL D功能安全的片上硬件模块和软件库

AEC-Q100 2级设备：-40℃至105℃

S32G2车载网关开发套件

基于S32G2，艾睿电子开发的车载网关开发套件，由核心板和底板组成。

核心板上集成了S32G274A、SBC、LPDDR4、QSPI FLASH、eMMC和SD卡。

底板对核心板进行了功能扩展，包括USB、CAN、LIN、FlexRay、UART、Ethernet等接口，并且通过SJA1110扩展了多个以太网以及车载以太网。

应用领域

该车载网关开发套件主要应用于汽车电子中功能域控制器、域网关、安全处理器、无线固件(FOTA)、服务型网关、汽车区域控制器、汽车数据记录仪、汽车接入点、车辆计算、车载网络等应用。

如需了解本方案的更多细节，或者申请开发板进行测试，请与艾睿电子联系。

方案详情

下图是SEED-S32G的原理框图。

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核心板SEED-S32G_CORE

核心芯片

lS32G274

存储设备

lLPDDR4: 4GB

leMMC: 32GB

lQSPI FLASH: 64MB

lSD: x1

时钟说明

系统主时钟来自于外部40MHz晶体，配合S32G2内部的振荡器来产生基础时钟供给芯片不同子模块，另外S32G2外部还有两颗晶体，Y2是100MHz 差分时钟，用于PCIE0的参考时钟，Y3是可编程时钟，用于PCIE1的参考时钟，当PCIE1配置为不同功能时，需要将Y3配置为不同的频率。

电源说明

底板给核心板提供12V@2A的电源，板卡上VR5510将输入的12V电源转换为板卡所需的各种电源。当板卡供电正常时，LED1亮。另外板卡还预留了一个PF5300的电路用于S32G3。

LPDDR4

板卡有一片LPDDR4，接口电平1.8V，工作电压1.1V，位宽32位，容量4GB。

QSPI FLASH

板卡包含1片QSPI FLASH，连接到S32G2的QSPI接口。

电平1.8V，容量64MB，支持1bit SDR 以及8bit DDR模式。这里需要注意的是，如果S32G2需要从QSPI FLASH启动，需要配置为1bit SDR模式，启动之后再配置为8bit DDR模式，因为S32G2 BootROM只支持1bit SDR模式。

eMMCSD

板卡包含1片eMMC和一个SD卡座连接到S32G2的USDHC接口，通过选择芯片进行选择使用哪个外设。

电平1.8V、3.3V可配置，容量32GB。可以通过拨码开关SW1选择S32G2 外接的是eMMC还是SD卡。

发光二极管

SBC VR5510有一个PGOOD信号，板卡通过该引脚控制LED1 发光二极管，当板卡所有电源正常时，PGOOD会点亮发光二极管。

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底板SEED-S32G_BASE

板卡资源

1G or 2.5G BASE-T: x1

1000BASE-T(S32G2): x2

1000BASE-T(SJA1110): x2

100BASE-TX(SJA1110): x1

100BASE-T1(SJA1110): x6

USB 2.0: x2

USB 2 UART: x2

CAN(Flex CAN): x4

CAN(LLCE CAN): x16

LLCE LIN: x3

FlexRay: x1

JTAG: x1

PCIE x1: x1

M.2: x1

LED: x3

电源说明

板卡需要外接12V@5A直流电源。

Boot

S32G2的BootROM用于启动客户的应用程序以及HSE firmware，支持Serial Boot、Boot from RCON以及Boot from fuses。Boot mode pins和FUSE_SEL fuses共同决定启动模式。

以太网

底板最大的优势在于扩展了多个以太网接口，非常方便客户直接用于汽车中央网关。网路连接方式如下所示：

CAN

板卡扩展了4路的FlexCAN接口，并且通过LLCE模块扩展了16路的CAN接口，一共20路CAN接口，均支持CAN FD模式。

其他接口

板卡还扩展了一路FlexRAY接口，一路USB接口、两路UART接口，并通过LLCE模块扩展了3路LIN接口。