探索 NXP S32K3-T-BOX RDB：汽车电子设计的理想之选

在汽车电子领域，高效、安全且功能强大的参考设计板对于加速产品开发至关重要。NXP 的 S32K3-T-BOX RDB 就是这样一款引人注目的产品，它为汽车应用提供了丰富的功能和可靠的性能。今天，我们就来深入了解一下这款参考设计板。

文件下载：NXP Semiconductors S32K3-T-BOX 评估板.pdf

一、引言

S32K3-T-BOX RDB 是一款紧凑、高度优化且集成化的参考设计板，搭载了 S32K3 通用微控制器。它能为多种典型汽车应用提供参考，如 5G 远程信息处理盒、面向服务的网关、AVB、IO 聚合器和车身域控制器等。汽车制造商、供应商和软件生态系统合作伙伴可以直接使用该板，加速开发进程，缩短产品上市时间。

二、特性概述

1. 强大的微控制器

S32K344 maxQFP172 汽车微控制器集成了 Arm cortex - M7 锁步核心，具备硬件安全引擎（HSE），支持 ASIL D 功能安全，为汽车应用提供了可靠的计算核心。

2. 高效的以太网交换

以太网交换机 SJA1110B 集成了 5 通道 100base T1、1 通道 100base Tx、1 通道 1GHZ SGMII SABRE 连接器，通过 RMII 连接到 S32K3，RGMII 连接到 5G 模块，实现高效的网络通信。

3. 可靠的电源管理

安全 SBC FS26 为 S32K3 供电并监控 MCU 状态，PMIC FS56 和 PF5020 为 5G 模块、以太网交换机和其他外设提供额外电源，确保系统稳定运行。

4. 先进的通信模块

• 汽车级 Quectel 5G 模块 AG55xQ 采用 Qualcomm SA515M 芯片，支持 C - V2X 和 GNSS（需从 Quectel 供应商处购买），满足汽车通信需求。
• 支持 WIFI 6，通过 miniPCIE 接口连接，经 NXP 新一代 WIFI6 芯片 AW690 验证，提供高速无线连接。

  5. 丰富的接口支持

• 支持 6 通道 CAN FD 和 4 通道 LIN，可用于网关应用。
• 音频编解码器 SGTL5000、时钟乘法器 CS2100 和 CDCE6214 支持 AVB 功能。
• 支持 E - Call，配备 3.0 - 7.0V 备用电池充电器和升压控制器 MAX20095。
• 汽车级加速度计 FXLS8967AF 用于监控车辆状态。
• 可插入最大 32GB SD 卡存储车辆数据，SDIO 协议由 FLEXIO 模拟。

三、电源供应

S32K3-T-BOX RDB 支持最大 28V 输入电压。上电顺序如下：

1. 确保跳线 J20 闭合。这是为了在 VSUP 供电前为 FS26 调试引脚提供电压，使 FS26 进入调试模式。调试模式仅用于工程开发过程，生产应用或车辆中不使用。在调试模式下，看门狗和其他故障安全功能会被禁用。如果希望 FS26 在正常模式下工作，则无需遵循此上电顺序。
2. 通过 ECU 连接器 J32 为板卡供电。
3. 打开电源开关 SW1。

四、连接器和接口

该板卡拥有丰富的连接器和接口，以下是部分主要连接器的功能和描述：	连接器	功能	描述
CN1	SD 卡插槽	连接 SD 卡
J32	ECU 连接器 1	连接 5 通道 100base - TI 以太网接口、12V 主电源输入和 4.2V 备用电池输入
J33	ECU 连接器 2	连接 6 通道 CAN (FD) 总线和 4 通道 LIN 总线
J40	S32K3 JTAG 连接器	用于 S32K3 的 2x5 10 针 JTAG 连接器
J41	音频输入插孔	连接麦克风作为编解码器的音频输入
J43	音频输出插孔	连接耳机作为编解码器的音频输出
J60	1000 base - T1 SGMI SABRE 连接器	连接外部 1000 base - Tl 以太网 PHY 收发器子板
J69&J70	5G 模块连接器	连接 Quectel A55xQ 5G 模块
J71	MiniPCIE 连接器	连接 miniPCIE 接口 WIFI6 模块，推荐使用 AW690
J75	SIM 卡插槽	连接 5G 模块的 SIM 卡

五、跳线设置

跳线设置可以改变板卡的工作模式和功能，以下是部分跳线的设置和说明：	跳线	类型	默认设置	描述
J2	2 针	闭合	VIN 和 VBAT 之间的连接，可用于电流监测
J10	2 针	断开	FS26 复位引脚和 S32K3 复位引脚之间的连接
J20	2 针	1 - 2 闭合	闭合：FS26 进入调试模式；断开：FS26 进入正常模式
J23	3 针	2 - 3 闭合	1 - 2 闭合：备用电池升压输出 VBATP 连接到 VBAT，主电源 VIN 丢失时可为 CAN 和 LIN PHY 供电；2 - 3 闭合：备用电池升压输出 VBATP 连接到 FS26_VPI，主电源 VIN 丢失时 CAN 和 LIN PHY 无法供电

六、汽车以太网交换机

板卡上的汽车 TSN 以太网交换机 SJA1110B 主要由可配置的以太网交换机和可编程的 Arm Cortex - M7 核心组成，支持高级安全启动功能。QuadSPI 端口连接到外部闪存，SPI_HOST 接口连接到 S32K3。SJA1110 可以从外部闪存（NVM 启动）或 S32K3（SDL 启动）启动，当外部闪存中没有固件时，会自动切换到 SDL 启动模式。 通过设置拨码开关 S1 上的 2 个启动选项引脚，可以选择 SJA1110B 的启动模式：	启动选项 0	启动选项 1	启动模式
OFF	OFF	NVM 启动
ON	ON	SDL 启动

七、5G 模块

S32K3-T-BOX RDB 配备了 Quectel 的 5G 模块 AG55xQ，支持 C - V2X 功能和 GNSS 定位。该模块支持 5G NR NSA 和 SA 模式，采用 3GPP Rel - 15 技术，在 5G NSA 模式下，最大下行速率可达 2.4 Gbps，上行速率可达 550 Mbps；在 LTE - A 模式下，最大下行速率可达 1.6 Gbps，上行速率可达 200 Mbps。 8GB eMMC 用于存储代码、配置文件和其他用户信息。5G 模块可以通过 SPI 和 UART 接口与 S32K3 交互，通过 RGMII 接口与以太网交换机连接。通过控制多路复用器 TS3A27518E (U38)，5G 模块可以通过 I2S 接口连接到编解码器 SGTL5000 实现通话功能。用户可以插入 Micro sim 卡激活 5G 通信。由于 5G 模块的 IO 电压为 1.8V，而 S32K3 和大多数外设为 3.3V，因此这些连接使用了电平转换器。

八、AVB 硬件

板卡具备与以太网 AVB 相关的硬件，包括 2 个媒体时钟发生器 CS2100 (U10)、CDCE6214 (U11) 和一个编解码器 SGTL5000 (U13)。编解码器的 I2S 接口默认连接到 S32K3 用于 AVB 应用，SAI (J45) 接口可扩展用于外部音频放大器板，如 NXP 汽车 ClassD TDF853x RDB 板。

九、备用电池 E - Call 支持

板卡集成了备用电池充电器和升压控制器芯片 MAX20095。当主电源丢失时，它可以将电池升压到 12V 以支持紧急呼叫功能；当主电源开启时，芯片作为电池充电器工作。MAX20095 可以通过 I2C 接口由 S32K3 控制，充电器电压可以设置为 3.0 - 7.0V，默认值为 3.6V，电流最大可设置为 1A。如果要使用备用电池为 CAN 和 LIN PHYs 供电，将跳线 J23 切换到 1 - 2 闭合。可以将电池连接到 J42 或 J32。

十、其他特性

• 集成加速度计 FXLS8967 (U12) 用于检测汽车速度。
• 设计了用于连接 HC - 08 蓝牙模块的接口（J61）和用于连接 ATK - ESP8266 WIFI 模块的接口（J79）。
• 可插入 SD 卡存储数据，SDIO 协议由 FLEXIO 模拟并由 S32K3 控制。

总结

NXP S32K3-T-BOX RDB 是一款功能强大、集成度高的参考设计板，为汽车电子开发提供了丰富的功能和可靠的性能。它的出现无疑为汽车制造商和开发者提供了一个优秀的平台，能够加速汽车电子系统的开发进程，推动汽车行业向智能化、网络化方向发展。各位电子工程师在实际应用中，不妨根据具体需求合理利用其特性，开发出更具创新性的汽车电子产品。你在使用类似参考设计板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。