基于芯驰科技E3118芯片的单电驱系统解决方案

2026年，新能源汽车渗透率突破50%，电驱系统正从20,000rpm向30,000rpm迈进。转速越高，对电机控制算法的算力要求就越高；算力越高，芯片的成本和功耗压力就越大。这是一道摆在所有电驱工程师面前的“既要又要”难题。

芯驰科技给出的答案是——E3118单电驱方案。

E3118 单电驱方案基于芯驰 E3118 芯片，面向电机控制场景，提供从硬件架构到软件实现的完整技术参考。

本文档系统整理了芯片特性、双核软件架构、电流环采样配置与旋变信号处理方案。

一、方案价值总结

1.1 硬件流水线，极致效率

E3118 采用eTimer/ePWM 硬件触发 → SADC 采样 → DMA 自动搬运 → 中断执行 FOC的全链路硬件流水线架构。整个电流环采样过程无需软件参与，CPU 算力得到完全释放，可专注于更高层的控制算法与策略运算。

1.2 高算力 + 大容量存储

E3118 搭载2×R5F 双核 @ 300MHz，总算力达1200 DMIPS。单核负载可达 0.6K DMIPS，最高可支持15KHz 开关频率，电机最高转速可达25000 RPM。配合1.5MB IRAM + 256KB CRAM + 192KB TCM的大容量片上存储，为复杂 FOC 算法提供充裕的运算与缓存空间。

1.3 高集成 + 小封装

E3118 采用BGA220封装，尺寸仅13×13mm，功耗不超过0.8W。高集成度设计将 SADC、DSADC、eTimer、ePWM、CAN-FD 等关键外设全部片内集成，显著减少外围器件数量，方便 PCB 布局布线，有效降低 BOM 成本与控制器体积。

1.4 量产级方案 + 贴身服务

提供经过验证的量产级单电驱参考方案，涵盖双核软件架构、电流环采样配置、旋变信号处理等完整技术链路，客户可快速导入现有平台，大幅缩短开发周期，显著减少研发投入。芯驰技术支持团队全程配合，确保方案落地。

二、E3118 产品介绍

E3118 是芯驰科技推出的高性能车规级 MCU，专为电机控制等实时计算场景设计，具备以下核心特性：

内置2×R5F @ 300MHz主频，算力达1,200 DMIPS，FOC算法可独占一个核心，让电驱控制不再“抢算力， 集成1.5M IRAM + 128×2K CRAM + 3×64K TCM。

125°C结温，功耗预计不超过 0.8W，降低整机功耗

BGA220封装，支持 ECU 小型化（13×13mm 封装尺寸）

内置3×SADC 和 2×DSADC，满足 FOC 变载频采样需求

集成2×eTimer + 2×ePWM，支持硬件触发 ADC 转换和 DMA 搬运

合封4MB Flash，降低系统成本、缩小方案面积，加强数据存储和 A/B 分区升级支持

独立HSM 核支持 EVITA FULL 安全等级

增强CAN-FD模块配置，增加缓冲区空间和硬件 FIFO

下图为 E3118 芯片硬件架构总览：

E3118芯片架构图

三、E3118 单电驱方案概览

以下为 E3118 单电驱方案的系统框图：

3.1 Key IP 资源

2×R5F @ 300MHz、3×SADC、2×DSADC、2×eTimer、2×ePWM、xTRG

3.2 核心特性

SADC 用于实现 FOC：3 路 SADC 分别采集三相电流，支持磁场定向控制

DSADC 用于实现 RDC：2 路 DSADC 采集旋变 SIN/COS 信号，解算转子位置与转速

硬件 eTimer/ePWM 触发 AD 采样：精确同步，零 CPU 干预

硬件触发 DMA 搬运：采样数据自动搬运至内存，CPU 零负载

支持电流环变载频：灵活适配不同电机控制策略

四、软件方案架构

采用 SF0/SF1 双核心软件架构，将非实时管理类任务与高实时电机控制任务分离到不同核心运行，双核通过 IPC 核间通信完成数据交互。架构图如下：

4.1 算力分配

2×R5F 300MHz，算力达 1.2K DMIPS，可为 FOC 算法单独分配一个核（SF1），保证控制链路的快速执行。

4.2 Memory 架构

IRAM 1.5MB：内部 RAM，用于代码执行与数据缓存

CRAM 2×128KB：多核共享数据区

TCM 3×64KB：紧耦合内存，可用于 FOC 算法运行提速

4.3 NVM 存储

2×2MB 合封 Flash，可独立一个 Bank 专门用于 Dflash，支持 A/B 分区升级。

4.4 采样资源

3×SADC 用于电流采样，2×DSADC 用于旋变采样，可实现变载频控制。

五、电流环采样方案

以下为电流环采样的完整配置示意：

电流环采样配置图

5.1 ePWM1 G1 — PWM 输出配置

配置为center-aligned计数模式，overflow 和 underflow event 配置为dual update使能模式

CMPB/C/D counter 配置为 G1，实现互补六路 PWM 输出

死区时间 DT（初始配置）：DT0_WID = DT1_WID =1.0μs

Fault 保护功能（提供配置实例）：外部事件触发

5.2 ePWM1 G0 — 触发采样配置

配置 CMPA00 触发 ADC 采样三相电流 + 触发 DMA 搬运时间戳，DMA done 触发中断执行 FOC 任务

配置 CMPA01/02/03 触发普通信号采样

ePWM1 G0 OVF value 配置为最大 + Up-Counter 计数模式；通过 ePWM1.CNT_G1 Underflow event 来 Clear counter，实现 counter 同步

5.3 eTimer1 CNT_G0 — 同步计数

OVF value 配置为最大 + Up-Counter 计数模式，通过 ePWM1.CNT_G1 Underflow event 来 Clear counter，实现 counter 同步。

六、旋变信号采样方案

6.1 激励生成

利用 ePWM 模块生成 SPWM 激励波形，驱动旋转变压器工作：

SPWM激励波形生成

6.2 旋变信号采样

采用 DSADC 模块实现旋变 SIN/COS 信号的高精度采样：

DSADC采样RDC方案

• DSADC4 和 DSADC5 用于旋变信号采样

• 配置Timer 触发事件（与旋变激励同步，ePWM2.CMP_A00 / ePWM2-G0）来触发 DSADC 模块启动

• 同时触发 DSADC4/5，实现双通道同步采样

6.3 DMA 同步搬运

1. DMA 通过Chn-link同步搬运 Global Timestamp

2. 配置Timer 触发事件（与旋变激励同步，ePWM2.CMP_A00 / ePWM2-G0）触发DSADC模块启动（同时触发 DSADC4/5）

3. 激励 Timer 的时钟源与 DSADC 时钟需同源（200MHz，同一个 CLK PLL）

关于芯驰

芯驰科技是全场景智能芯片引领者，深度布局智能汽车与具身智能赛道。在智能汽车方面，芯驰面向未来汽车电子电气架构提供车规级SoC与高性能MCU产品，覆盖智能座舱、智能网关及核心车控等应用场景；在具身智能领域，芯驰提供覆盖具身“大脑-小脑-躯干-关节”完整架构的全栈芯方案。

芯驰全系列车规芯片累计出货量已突破1200万片，覆盖国内90%以上主机厂及部分国际主流车企，包括上汽、奇瑞、长安、东风、一汽、日产、本田、大众、理想等；具身智能方面，芯驰已经搭载头部具身智能公司的产品实现量产。