探索NXP FS26：低功耗ASIL D/B级安全系统基础芯片的卓越性能

在汽车电子的快速发展中，安全和低功耗成为了设计的关键要素。NXP的FS26安全系统基础芯片（SBC），专为满足汽车安全完整性等级（ASIL）D和B的要求而设计，为汽车电子系统带来了新的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这款芯片的特点、应用以及相关技术细节。

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芯片概述

FS26系列芯片旨在支持入门级和中端安全微控制器，如S32K3系列。它具有多个电源供应，并且能够灵活地与其他针对汽车电气化的微控制器协同工作。其应用范围广泛，涵盖动力总成、底盘、安全和低端网关技术等领域。该系列包含多个版本，这些版本在引脚和软件方面相互兼容，可支持ASIL B或D级别的各种应用，为用户在输出轨数量、输出电压设置、工作频率、上电排序和集成系统级功能等方面提供了丰富的选择。

关键特性

宽工作范围与低功耗

FS26具有出色的工作范围和低功耗特性。它的最大输入电压可达40V DC，在有VBST的情况下，支持低至3.2V的电池工作电压；无VBST时，支持低至6V的电池工作电压。此外，它还具备低功耗关断模式和低功耗待机模式，关断模式下静态电流仅为30µA，待机模式下在VPRE激活时静态电流为29µA，并且可以通过OTP配置选择激活LDO1或LDO2，通过SPI通信选择激活GPIO1或GPIO2。这种低功耗设计对于汽车电子系统的节能至关重要，能够有效延长电池的使用寿命。

丰富的电源供应

FS26拥有多种电源供应，为不同的组件提供稳定的电力支持。

• VPRE：集成FET的同步降压转换器，输出电压和开关频率可配置，输出直流电流能力高达1.5A，并且支持PFM模式，适用于低功耗待机模式操作。
• VCORE：同样集成FET的同步降压转换器，专门为微控制器核心供电。输出直流电流可达0.8A或1.65A（取决于具体型号），输出电压范围可在0.8V至3.35V之间设置。
• VBST：异步升压控制器，配合外部低端开关、二极管和电流感测电阻使用。它既可以配置为前端电源，以承受低电压启动时的电压波动；也可以作为后端电源，输出电压可配置，输出直流电流能力可扩展。
• LDO1和LDO2：分别为微控制器I/O和系统外设提供支持的LDO稳压器，输出电压可在3.3V和5.0V之间选择，电流能力高达400mA。
• VREF：高精度参考电压，精度为0.75%，可为外部ADC参考和内部跟踪参考提供稳定的电压。
• TRK1和TRK2：电压跟踪调节器，输出电压可在VREF、LDO2或内部LDO参考之间选择，支持ECU板外操作的高压保护，每个跟踪器的电流能力可达150mA。

强大的系统支持功能

FS26在系统支持方面表现出色，具备多种实用功能。它拥有两个支持高压的唤醒输入，增强了系统的鲁棒性；两个可编程的GPIO，可用于唤醒功能或作为HS/LS驱动器；可编程的长持续时间定时器（LDT），用于系统关机和唤醒控制。此外，它还可以通过模拟多路复用器监测系统电压（包括电池电压），并且提供多种唤醒源选择，如WAKE/GPIO引脚、LDT或SPI活动。通过32位SPI接口和循环冗余校验（CRC），可以对设备进行控制。

高安全性设计

作为一款针对汽车安全应用的芯片，FS26在安全性方面进行了精心设计。它符合ISO26262标准，具有增强的安全特性和多个故障安全输出。采用了最新的按需潜在故障监测技术，能够成为覆盖ASIL B和ASIL D安全完整性级别的安全导向系统分区方案的一部分。芯片具备独立的监测电路、专门的微控制器监测接口、简单或挑战者看门狗功能，在启动时进行模拟内置自测试（ABIST）和逻辑内置自测试（LBIST），并且可以按需进行ABIST测试。安全输出具有潜在故障检测机制，能够及时发现并处理故障，确保系统的安全运行。

灵活的配置与启用方式

FS26采用LQFP48引脚封装，并带有外露焊盘，有助于优化热管理。通过一次性可编程（OTP）熔丝存储器，可以对设备进行永久性定制，还提供OTP仿真模式，方便硬件开发和评估。同时，芯片支持调试模式，便于软件开发、MCU编程和调试。

应用领域

FS26的应用场景十分广泛，涵盖了多个汽车电子领域。

• xEV和动力总成市场：可用于逆变器、车载充电器（OBC）、DC-DC转换器、电池管理系统（BMS）和皮带启动发电机（BSG）等。
• 车身市场：适用于网关、区域控制、车身控制器和智能接线盒等。
• 安全和底盘领域：可应用于悬架和动力转向系统。
• MCU连接：能够与NXP S32K3系列、英飞凌AURIX系列（TC2xx和TC3xx）、瑞萨RH850系列和赛普拉斯Traveo系列等多种微控制器配合使用。

在不同的应用场景中，FS26的这些特性能够带来显著的优势。在xEV和动力总成市场，其宽工作范围和强大的电源供应能力可以确保在复杂的电气环境下稳定运行，为关键部件提供可靠的电力支持。在安全和底盘领域，高安全性设计能够保障系统的安全运行，减少故障发生的风险。而在车身市场，丰富的系统支持功能可以满足各种智能化控制的需求。

作为电子工程师，在设计汽车电子系统时，FS26是一个值得考虑的选择。它的多功能性和高性能能够帮助我们设计出更加可靠、安全和高效的系统。在实际应用中，我们需要根据具体的需求选择合适的FS26型号，并合理设计电路，以充分发挥其优势。

你在使用FS26或者其他汽车电子芯片的过程中，遇到过哪些挑战和问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。