© 2015 Toshiba Corporation
东芝汽车电子技术及方案
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东芝集团的经营管理策略
放心、安全、舒适的社会
Human Smart Communityby Lifenology – the technology life requires
有效的
能源利用
为大数据提供支持的
存储器
健康、充满活力的生活
医疗健康良性循环
从“产品”到“产品+服务・解决方案”
东芝电子(中国)有限公司
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东芝半导体&存储公司的中期愿景
图像处理
存储器NAND
・FG/BiCS
MRAM
Memory Controller
逻辑芯片
・FFSA
・ApP LiteTM
混合信号
分立器件・White LED
・Power Devices
・Small-Signal/Coupler
・NFC, BT/Wi-Fi
・motor drive
・Visconti
存储产品
图像传感器
・high resolution Sensor
・NL
・Cold
通信技术、模拟 IP
存储
无线
图像识别
电源芯片
电机控制图像传感器
模块设计、传感、软件设计、系统设计
SSD
能源
存储创新
互联互通性
FlashAirTM
eSSD
cSSD
智能电网EMS※1
社会基础建设
再生能源
医疗保健 IT
消费电子PC
加 强 与 各 个 核 心 技 术 协 作
汽车电子
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按照区域划分的汽车产量趋势
0
20
40
60
80
100
120
2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Brazil Korea RussiaROW India JapanNorth America Europe China
数据来源:Strategy Analytics(Apr/2014)
81.7
112.6
33.0
CAGR(2013->2020):中国6.8%,全球4.2%20.9
Munit/Y
东芝电子(中国)有限公司
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汽车电子半导体市场趋势
5.2 4.8 5.2 5.7 6.2 6.6 7.3 7.8 8.2 8.7 8.9
5.4 5.8 6.9 7.3 7.8 8.6 9.3 10.0 10.5 10.9 11.3
1.3 2.32.5 2.8
3.13.5
3.94.3
4.6 4.9 5.1
6.97.5
7.68.0
8.38.6
8.99.3
9.69.8 9.9
0.0
5.0
10.0
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Driving
Information
Environment
Safety
整体汽车电子半导体预期CAGR为5.1%
重点应用(环境/安全/信息)的预期CAGR为6.1%
BUS$
数据来源:Strategy Analytics Apr 2014
环境:致力于提高燃油使用效率,加速开发电子化动力总成产品安全:ADAS需求增加(Euro NCAP检测)信息:应对车载信息娱乐系统需求,HDD切换到硅存储/大容量数据存储
ADASClusterBrakeAirbag
HEV/EVEPSEngine
IVITelematics
2013:24B$ 2020:35B$CAGR:5.1%
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东芝对汽车电子的贡献
Rectifier
8 bit MCU
Gate Array / Custom逻辑
Bipolar IC
NOR Flash
MOS FET/IPD
16 bit MCU
Bi-CMOS IC
32-bit / 64-bit RISC
・Transistor radio
・Vacuum valve
type
fuel injection
控制
・Alternator
Diode
・Total engine
控制
・Oxygen
sensor
air / fuel ratio
控制
・Intermittent
wiper
・Tachometer
・Flasher
・Auto Cruise
・Level Height
控制
・Digital Meter
・Suspension
控制
・Air core
meter
・ABS
・Air bag
・Navigation
・ETC/DSRC
・EPS
・VSC
・HEV
・Back View
Monitor
・Night Vision
・MOST Network
・Digital TV
1940 50 60 70 80 90 2000 2010
BiCDMOS IC
MeP/DSP
IGBT
LED
汽车电子历史
东芝在汽车行业
有悠久的历史
东芝半导体历史
东芝提供给汽车的各种方案,
如:SoC,Analog-IC,
Power分立器件,LED,MCU
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东芝专注的汽车电子
パラダイム・シフト
环境 安全
信息
汽车电子市场
“无碰撞汽车”
・行人检测・车道偏离警告・碰撞警告
“燃油效率法案”
- 电子化动力总成- 直喷发动机
ADAS
“信息与娱乐”
・增加显示内容・智能手机的连接・大容量数据存储
更多智能化电子
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东芝ADAS、车载仪表及无线产品方案介绍 Visconti系列:基于图像识别技术的ADAS处理器 CMOS图像传感器:符合AEC-Q100认证的车载高动态传感器 Capricorn系列:新一代信息化汽车仪表盘LCD控制器 蓝牙、WI-FI产品线:支持BT V4.0及高集成度的各种WI-FI单片方案 车载RFIC产品线:ETC及RKE射频应用
东芝车载电机控制器方案介绍 直流有刷EPS方案:应对ISO26262功能性安全要求• TMPM350FDTFG: EPS PMD MCU
• TB9052FNG:直流有刷EPS预驱动IC
• TB9042FTG:多功能电源管理IC
集成化的电机驱动方案• 静音鼓风机、冷却扇控制器:正弦波无刷预驱动TB9080FG
• 水泵、油泵控制器:无刷无传感预驱动TB9061AFNG
• 空调风门、后视镜控制器:6通道半桥有刷驱动TB9102FNG
• 分区温控风门控制器:内置LIN总线有刷驱动TB9056FNG
东芝车载低压MOSFET技术趋势 车载功率器件的市场趋势 车载MOSFET的技术趋势 铜连接技术
概述
Toshiba Electronics (China) Co., Ltd.
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HUD
GPS
蓝牙
视频解码
用于CID / 导航的图形控制器SoC
CAN
图像识别SoC
用于仪表组件的图形控制器SoC
LCD
LCD
取景摄像头
BT
USB
视频解码
CVBS
CV
BS
数字
信号
数字信号
中央显示器HMI导航驾驶信息
数字信号
开关稳压器
传感摄像头
RF IC(Wi-Fi / BT) / NFC
箭头导航图像识别结果等等
仪表板显示仪表图像,驾驶信息显示识别结果
‘Visconti’用于图像识别
CMOS图像传感器
Capricorn用于图像处理
CMOS图像传感器
仪表控制MCU
车辆信息
东芝提供完整的解决方案,包括图像识别、图像处理、CMOS
摄像头、蓝牙等电路,满足新一代的车载产品的需求。
东芝ADAS、车载仪表及相关产品示意图 安全
东芝电子(中国)有限公司
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东芝Visconti产品之应用场景 安全
东芝电子(中国)有限公司
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(Notes)
MPE:Media Processing Engine
Toshiba Original 32-bit RISC type
VLIW & SIMD core
MeP:Media embedded Processor
Toshiba Original 32-bit RISC type
C-A9:Cortex-A9 MP Core with FPU
ARM 32-bit RISC core
accelerator:Toshiba Image Processing Accelerators Visconti2-QuartettoMPE266MHz
MPE266MHz
MPE266MHz
MPE266MHz
MeP266MHz
accelerator
accelerator
accelerator
accelerator
accelerator
accelerator
video in
video in
video in
video in
video out
pci exp
Visconti2-DuettoMPE
266MHz
MPE266MHz
MPE266MHz
MPE266MHz
MeP266MHz
accelerator
accelerator
accelerator
accelerator
accelerator
video in
video in
video out
ViscontiMPE
150MHz
MPE150MHz
MPE150MHz
accelerator
video in
video in
video in
video out
VisionChip
MPE125MHz
video in
Visconti3-QuartettoMPE
266MHz
MPE266MHz
MPE266MHz
MPE266MHz
MeP266MHz
accelerator
accelerator
accelerator
accelerator
accelerator
accelerator
C-A9300MHz
C-A9300MHz
video in
video in
video in
video in
video out
pci express
sdhc
2004量产
ES:OK
CS:2014/8月
3CPU / 3灰度摄像头输入
5CPU / 2摄像头输入
7CPU / 4摄像头输入
Top ViewMulti-Application
5CPU / 4摄像头输入
Visconti2-SoloMPE
133MHz
MPE133MHz
MeP133MHz
accelerator
accelerator
accelerator
accelerator
video in video out
开发中(ES:2013/11月)
3CPU / 1摄像头输入
Visconti4-Quartetto
计划中
accelerator
用于ADAS的Visconti产品路线图
东芝电子(中国)有限公司
ES:OK
CS:2014/9月
ES:OK
CS:2014/12月
安全
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Visconti2系统方框图
扬声器I2S
RGB888 / 565
LED(7-seg)8
DDR2DRAM
NORDDR2-533DRAM
16-bit x 2
NORFlash
CAN
UART / SPI / I2C
前置摄像头
后置摄像头
左侧摄像头
右侧摄像头
视频输入接口
视频输出接口
媒体处理引擎(MPE)
#1 #2 #3 #4
加速器
Affine Transform Filer 1 Histogram
32-bit RISC CPU主存储器控制器 片上2MB RAMWVGALCD屏
周边设备
CAN
GPIO
串行接口
Timer
PCM接口
MCU接口 CAN MCU
MediaLB / MOST
CAN
GPIO
输入捕获 / 输出比较 / PWM
Visconti2
RGB888 / 666 / 565YCbCr422BT.656Y8-Y128-12bit Bayer
其它ECU
PCI Express
16-bit2CS
Matching Filer 2 HOG
多核构架易于实现多重(最多4重)应用
行人 车道 & 车辆 交通信号
加速器有助于实现非常高的图形处理性能例如行人检测等等
4摄像头检测车辆周围的障碍物及人 RGB888 / 565
安全
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Visconti2与其它高性能嵌入式RISC的比较
后方预防(倒车时行人冲撞警告)
RISCコア 1つのみ(266MHz)
w/アクセラレータ
31x
13msec @ アフィンAcc.
10.45msec @ マッチング Acc.
0.16msec @ CoHOG Acc.
about 1100msec
33msec
15x 688x
レンズ歪み補正距離推定CoHOG
198msec 319msec 110msec
Visconti2与RISC CPU的处理时间 @266MHz
Visconti2
RISC CPU
Matching加速器
CoHOG加速器
Affine变换加速器
安全
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TCM3232PBAT4K50CIS
AEC-Q100
东芝电子(中国)有限公司
东芝车载用CMOS图像传感器系列
TCM3212GBA(T4K77) SOC
AEC-Q100
TCM3221PBA(T4K79) SOC
AEC-Q100
所有的产品都有“高动态范围”功能
Pixel Size2.7μm
HDR CNR
1/3 inchPixel Size2.8μm
HDR CNR
1/4 inch
720P
Pixel Size5.6μm
HDR CSP
1/4 inch
VGA
动态范围
108dB@1080p / 60fps
动态范围
120dB@720p / 60fps
动态范围
103dB@VGA / 60fps
VGA 720P 1080P
-40~+85°C
安全
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东芝的单帧高动态范围技术
★东芝单帧高动态范围技术
★多帧宽动态范围技术
Dark
Bright
BrightDark
60fps
Merge
60fps!
30fps..60fps 60fps
Merge
1frame!1 time!Complete!
1 frame.. 1 frame.. 2time..
单帧合成,高帧率输出,运动图像表现更稳定
安全
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东芝高动态范围技术之应用场景HDR
1. 防碰撞 ---- 行车侦测 2. 车道偏离报警 ---- 车道侦测
3. 事故预防 ---- 行人侦测
HDR
4. 超速报警 ---- 交通标志识别
安全
东芝电子(中国)有限公司
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东芝的车载仪表控制器Capricorn系列 信息
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专用于车载仪表的Capricorn系列
Capricorn-G2
TZ5500
Capricorn-G1
TZ5000
-C1-C0
2002 2004 2006 2008 2012 2015 2016 2017
GDC-
class
Capricorn-M
TX4961XBG
Capricorn-ATX4964XBG
Capricorn-F
TX4966XBG-280
Capricorn-HTMPA970XBG
CPU: 64-bit, 240MHz
2D engines: 4
3D engine: none
eRAM: none
(TX4964FG-120Hz
2D engines: 3
3D engine: none
eRAM: 4 MB
CPU: 64-bit, 280MHz
2D engines: 3
3D engine:OpenGLES1.1
eRAM: 8 MB + ext
CPU: Dual-CortexA9, 2x333MHz..
2D engines: 5
3D engine: OpenGLES2.0-
eRAM: 2 MB + ext.
½ VGA
QVGA
VGA
WVGA
DVGA
>DVGA
Capricorn-2
TX3916AF
CPU: 32-bit, 60Mhz2D engines: none3D engines: none
eRAM: none
Capricorn-Bt/-C
TMPR460/461/462/463 XBGseries with 5 derivatives
All-In-One, Single-CPU + 2,5D
CPU: CortexR4
2D engines: 3+ incl. PNG
eRAM: 768kB +64kB
Stepper Motor Ctrl
Standalone
in MP
in MP
in MP
in MP
Full-HD
Capricorn-G0
-TZ3000Mid-High 3D
Graphics-System:Dual-Cortex-A9 incl. NEON
+ 3D GPU OpenGLES2.0
H.264 Decoder
RAM: DDR3L -1600
Capricorn-S
QFP1442MByte Flash, 768kB RAM
Stepper-Motor Ctrl , Cortex-R4 200Hz,
Automotive I/F& Control
automotive
versions
under preparation
TZ3000available !
-C2
Under planning
3D
TZ5000under development
3D
TZ5500development start
3D
2D..2,5D
in MP
信息
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Capricorn-Bt/-C产品特性
东芝电子(中国)有限公司
• ARM Cortex-R4核 @300MHz!!
• 低功率 / 待机模式
• 安全特性
计时和存储保护,
可支持AutoSAR 4.0 SC1..SC4
• 安全模块TSM
– 符合SHE标准
– AES加密/解密,CMAC散列法
• 内存
– 768K字节,内嵌RAM
– SDRAM & LP-DDR(16 & 32位)I/F
– 并行NOR和NAND闪存IF
– 2ch Quad-SPI闪存I/F
• 图像处理
– 2独立显示器输出控制器
– 视频输入接口
– 2D图像加速器
• 与Capricorn系列产品兼容
• 支持透视变换(RE新扩展)
– 多码流PNG解码器(新)
• 外围设备– 通信:
• 3ch CAN
• 2ch UART
• 2ch SPI
• 1ch I²C
• 2ch I²S
• 媒体本地总线– 计时器:
• RTC带有自动校准功能• 系统保护定时器+看门狗• 24ch 16比特PWM计时器• 4ch高速PWM(音频)• 10ch 16位复合计时器
– 5ch步进马达控制器(5V)带有零点检测功能
– 14ch ADC
单芯片
仪表盘微控制器
220220220220
180180
220220
260260
140140100100
180180
220220
260260
140140100100
180180
220220
260260
140140100100
55
77
4433
22
11
66
220220220220
180180
220220
260260
140140100100
180180
220220
260260
140140100100
180180
220220
260260
140140100100
55
77
4433
22
11
66
Optional
Video-in
SDRAM
/ LP-DDR
Car-Networks
Analog-In
(light, Temp)
Optional
dual display
Cortex-R4
Timers, PWM CG /SSCGWDT
RAM
I2C
ESEI
GraphicsBlitting
& Transform
GDCDisplay
Extension
De-Compress
DMAC, IRQ
A/D Conv.
serial Flash-I/F
Stepper-Ctrl
5ch
DRAM-Ctrl
I2S
UART
CAN
MediaLB
parallel Flash-I/F
FG
5 channel
Stepper-Ctrl
Quad-SPI Flash
Dire Straits
Track 3 2:21l
Dire Straits
Track 3 2:21l
1 Radio World 107,4 MHz
5,2 l/100km P R N D S
250m
1 Radio World 107,4 MHz
5,2 l/100km P R N D S
250m
3,3V
or 1,8V
Flash
TSM
~3,5”.. ~8” Displays
全自动正弦 / 余弦波步进控制功能;自动阻尼曲线处理功能和自动零点失速检测功能。
信息
© 2015 Toshiba Corporation 20
使用Capricorn-Bt/-C的车载仪表(带HUD)系统示例
东芝电子(中国)有限公司
RGB
220220220220
180180
220220
260260
140140
100100
180180
220220
260260
140140
100100
180180
220220
260260
140140
100100
5
7
43
2
1
6
5通道步进控制
ADC
Cortex-
R4
计时器,PWM
CG /SSCG
WDT
RAM
图像显示引擎
位图传送转换绘制
GDC显示器扩展
解压缩
DMAC, IRQ
A/D 转换
步进控制5ch
DRAM-控制
I2C
ESEI
I2S
UART
CAN
媒体本地总线
串行闪存接口-I/F
并行闪存接口-I/F
FG
TSM
TMPR46X-Bt
PWM
闪存(NOR/QuadSPI/NAND
CAN / MLB
I2S
射频收发芯片用于长距离视频输入
DRAM32位或16位
视频输入
信息
© 2015 Toshiba Corporation 21
东芝Bluetooth、Wi-Fi产品路线图
从BT,Wi-Fi单个产品到BT+Wi-Fi组合产品,BLE单模设备
信息
WLAN 方案
TC90535
Wi-Fi基带802.11a/b/g/n
(SISO)
量产中
TC35661-0x
蓝牙 HCI 方案
射频 + 基带V4.0 +EDR + LE
AEC-Q100
量产中
TC35661-xx
SPP:203, HID:100
SPP+GATT:501
量产中
WLAN + BT
组合
TC35662
802.11a/b/g/n (SISO)
ES:Q2.2015
量产:Q3.2015
TC35667
BLE Single+GATT
Peak Current=5.9mA
量产中
BLE 方案BLE+NFC Tag
组合
TC35670
BLE Single+GATT
NFC Tag
量产中
TC35669
WLAN11ac+BT
组合
单芯片WLAN
TC35665
802.11a/b/g/n
(SISO)
V4.0, EDR+LE
量产中
BT+DSP
Combo
TC35668
BTv4.0, EDR+LE
WBS ECNR
Audio CODEC
ES:可提供
802.11ac/a/b/g/n
(SISO)
V4.1, EDR+LE
ES:Q4.2015
~2013 2014 2015~
BLE+NVM
TC35676
单BLE +GATT
128KB Flash ROM
ES:Mar.2015
量产:Q3.2015
BLE+NVM
+Tag
TC35675
单BLE +GATT
128KB Flash ROM
NFC Tag
ES:Mar.2015
量产:Q3.2015
BLEv4.1
TC35667
单BLE +GATT
峰值电流 =3mA
ES:Q4.2015
© 2015 Toshiba Corporation 22
Bluetooth + Wi-Fi单芯片:TC35662系统构架
东芝电子(中国)有限公司
高性能主机处理器
蓝牙模块
EDR+LE
ModemSRAM
RF模拟
TC35662
(BT+Wi-Fi单芯片)
ARM处理器
MROM
UARTUART
声音IF
3.3V
BT Stack/profile Patch
RAMEC/NR
SBC Dec
38.4MHz
OSC
EEPROM
USB2.0
I2C/SPI
I2S/PCM
JTAG
Wi-Fi模块
2.4GHz Wi-Fi
RF模拟
802.11
MAC/PHY
CPU
程序RAM
SRAM
UART
SDIO
I2C/SPI
JTAG
SYSTEM
SDIO
RESET-W
Co-Ex
网络协议
安全 5GHz Wi-Fi
RF模拟
电话簿
RESET-B
智能手机
平板电脑
屏幕转输
Miracast
遥控/数据传输
信息
© 2015 Toshiba Corporation 23
Bluetooth DSP单芯片:TC35668产品特性 信息
系统框图蓝牙 v4.0, 支持 EDR+LE
全系统集成(Complete model)支持传统蓝牙和低功耗协议多种协议栈和中间件(Middleware)支持多点和多协议
片上集成外围回路内置天线开关、巴伦、功放和低噪声放大器 ES:可提供
量产:2015年8月
内置高性能DSP.支持WBS(宽频带语音)+回声消除支持SBC、MP3、AAC、编解码器
紧凑封装PVFBGA97脚,6mm□,0.5mm锡球间距
BT core
(ARM7)
RF
EDR/LE
Modem
ARM7
Mask
ROM
SRAM
SYSTEM core
(Cortex-M3)
UART/
I2C/SPI
I2S/PCM
SRAM
Cortex -M3
AUDIO core
(DSP)
TeakLite-Ⅲ
SRAM
Trace
UART
Boot
ROM
AEC-Q100计划于2015年7月份完成 可提供评估板
© 2015 Toshiba Corporation 24
Bluetooth DSP单芯片:TC35668系统框图 信息
BT+DSP
Audio core
BT core (ARM7)
ARM7
EDR/BLE
Modem
SRAM
RF Analog
UART
TeakLite-Ⅲ
GPIO
Quad SerialFlashROM
PLL
SPI
TraceUART
(RTS/CTS)
MROM
Trace UART
Debug IFPLL for I2S
UART
GPIO
32kHz
Filter
3.3V
PCM
CoEx
I2S/PCM
Wi-Fi Co-ex
SYSTEM core (Cortex-M3)
Cortex
-M3SRAM
UARTHigh Speed
SPI
I2C/SPI
UART
Data
Comm.
Wi-Fi Coex
I2S/PCM
SRAM
I2S/PCM (3ch)
1.2 V
Boot ROM
PLL for DSP & System
HostCPU
XTAL26MHz etc.
© 2015 Toshiba Corporation 25
东芝车载RFIC产品线
东芝电子(中国)有限公司
信息
~2013
ETC/DSRC
RKE/TPMS
RF-IC(TRX)TC32306FTG
(315/434/868/915MHz)
2014 2015 2016
RF-IC(TRX+Modem)TC32307
(315/434/868/915MHz
+ Modem / FIFO)
Under Planning
RF-IC(RX)TC32306FTG(RX)(315/434/868/915MHz)
量产中
量产中
BT / WiFi
For Automotive智能手机设备
BT(Bluetooth)
BT / WiFi / NFC
RF
TC32163
CMOS
ASK+QPSK
日本、韩国及东南亚ETC市场PA
TC32166
CMOS
PA
TC32168
CMOSASK 中国国标ETC前装/后装市场
© 2015 Toshiba Corporation 26
东芝在电机控制应用方面的优势
东芝电子(中国)有限公司
电梯 工厂设备高速列车
东芝具有世界第一的电机技术ISO26262认证
获得监控技术和认证机构的SIL3认证
电机技术实施于MCU HW
东芝能提供电机控制应用的核心器件
HEV/EV
•内置数字RDC
•单脉冲控制
•单芯片双电机控制
EPS
•ASIL-D技术
•矢量控制IP
•ARM内核
Yogitech SIL3
功能安全技术实施于 MCU HW
・集成化沟道工艺・顶级的低Ron
+・先进的0.13μBiCD
・顶级的低Ron LDMOS模拟IC MOSFET
技术实力
MCU
电机/机体
•燃油泵•冷却风扇•AC•PW
ABS/VSC
•ASIL-D技术
•PMD
(可编程电机驱动器)
环境
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东芝关于电机技术的实践
东芝电子(中国)有限公司
■BiCD(0.13um)新工艺技术
⇒内置驱动器,带有低 Ron P通道/
N通道-LDMOS(高达8A典型值)※Ron目标值:100~150mΩ(典型值)
-110
-100
-90
-80
-70
-60
-50
-40
-30
-20
-10
0
000E+0 10E+6 20E+6 30E+6 40E+6 50E+6 60E+6 70E+6 80E+6 90E+6 100E+6
周波数[Hz]
ノイズ[dBm]
■ EMI噪声降低通过降低逻辑工作电压
5V3.5V
-85dBm
东芝提供的解决方案用于
减小尺寸 / 降低噪声 / 缩减部件数量
5. 降低EMI噪声
■高温工作■通过铜线/铜箔的高电
流输出
铜线铜箔
硅
2. 高温/大功率工作
18mm 28mm28mm
センサレスタイプ センサ付タイプ
Φ
28mm
■SiP内置MCU4. 减小尺寸
1. 低Ron
■ 内置电荷泵・较少外部组件・EMI噪声降低
3. 内置电荷泵
风扇 鼓风机 水泵
6. 降低失真■ 通过内置带有死区时间补偿功能的3相BLDCM正弦波控制逻辑,以降低电机波形失真
THD=7.3%(矢量控制6%)
环境
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东芝车载电机驱动器路线图
东芝电子(中国)有限公司
年1985 2009 2010 2012
内置LIN / 控制逻辑DC有刷电机
3相BLDC(无传感器)
3相BLDC(传感器)
内置MCU
内置驱动器
2014
•内置120deg
•矩形控制逻辑•预驱动电路
•内置电荷泵
•LIN I/F
•内置电机•控制逻辑 & LIN I/F
•预驱动电路
•正弦波控制逻辑
•片上DC-DC / 5V稳压器
•MCU + 预驱动电路
•控制逻辑 •预驱动电路•控制逻辑•片上5V稳压器
•更新版本.
•PWM工作范围+•伪正弦波
•1通道全桥驱动•控制逻辑 & LIN I/F
TB9067FNG
TB9051FNG
TB9102FNG
TB9110FNG
TB9068FNG
TB9080FGTB90CFH8500FG
TB9065FG
TB9056FNG
TA8050P
TA8083FG
TB9061FNGTB9060FNG TB9061AFNG TB9064FNG
SiP
•1通道高电流预驱动电路
•片上电荷泵
TB9101FNG
•2通道全桥驱动
•1通道全桥驱动
•带5A驱动器
•2通道全桥驱动
•0.5A输出
•1通道全桥驱动
•1.5A输出
•6通道半桥驱动•SPI I/F
量产 开发中工程样品
TB9052FNG
•1通道全桥驱动
•片上电荷泵
•内置电流传感器•内置控制逻辑
现在可提供工程样品
2013 2015
环境
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东芝的EPS解决方案
东芝电子(中国)有限公司
M
Driving Speed Sensor
Steering-Torque
Sensor
Steering-Wheel
Angle Sensor
Gate
Driver
Relay
Signal
Conditioning
Circuit
MCUBattery
Current
Monitor
Circuit
Power Supply
Cricuit
EPS ECU
EPS Motor
电源管理 IC
东芝解决方案(3)
预驱动IC 功率MOSFET
东芝解决方案(1) 东芝解决方案(4)
东芝解决方案(2)微控制器
环境
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TB9052FNG:EPS有刷电机的预驱动电路
东芝电子(中国)有限公司
Charge pump
Error logic
Current sensor
Battery
M
VB
++
PC
CO
Battery
AMPM1
AMPP1
HO1
HO2
LO1
LO2
DG1
DG2
CS
1
CS
2
VB under voltage
detect
TSD
DR1
DR2
PGND
AMP1AMP 2
DG
ND
AG
ND
AMP3
5V
REFOUT
REFIN
Short detect
VCC5A
VDD
RRLRBT
PWM_H
DT
PWM_L
PC
C1
PC
CD
1
PC
C2
PC
CD
2
IN5
IN2
IN3IN4
ENA
IN1
SEL1
MCU
5 V Reg .
CRESET
AM
PP2
AM
PM
2
SO
TEST1
TEST2
Pre-Driver
SEL2 LS2
PD
5V
PGND
VDD under voltage
detect
Sequence
logic
工程样品
通过PIN“DG1”和“DG2”将每次检测结果通知MCU
短路检测功能用于外部MOSFET保护
高速电流传感器(包括两个放大器)和 增益控制 通过外部电阻进行调节。
转换速率:3V/μs.
输出电压:轨至轨
高速预驱动电路
传输延迟:250ns.
开/关时间:150ns.
当通过外部“SEL2”
引脚检测到故障时,可选择预驱动操作
可选死区时间,通过外部“DT”和“IN5”引脚缩短检测滤波器的时间.
通过外部“SEL2”引脚可选择顺序控制或直接控制
高速/内置电流传感器
环境
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TB9052FNG优点
东芝电子(中国)有限公司
功能安全
环境
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东芝SIL3技术
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SIL:Safety Integrity Level(安全完整性等级)
东芝的车载微控制器实施功能安全设计
PFD:Probability of Failure on Demand
(要求失效概率)
SIL3
东芝车载 MCU提供更安全、更经济有效的SIL3解决方案。
在2009年1月30日, 东芝就已通过了TÜV-SÜD(南德公司)的
技术报告认证。
SIL3 MCU 芯片
环境
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东芝的车载微控制器
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ARM® Cortex®-M3 CPU内核工作电压:
内核=1.4至1.65V;I/O=5.0±0.5V
最大工作频率:88MHz
片上存储器:ROM 512KB NANO FLASH™;RAM 48KB
高级PMD:1单元 12位AD转换器(10通道 /1单元):2单元 CAN控制器(版本2.0B):2通道
32邮箱 / 1通道 ESEI:1通道 UART/SIO:2通道 32位比较定时器:
7 单元(OC:3通道) 32位捕捉定时器:
1单元(IC:7通道) 24位PWM发生器:6通道 看门狗定时器 功能安全报警 CRC发生器/校验器 调试支持单元 封装:LQFP100(14mm x 14mm,0.5mm引脚间距)
8MHz
TXD/RXDSCK/SI/SO
TX/RX
DBG 输入DBCLK
I/O 端口
定时器输出定时器输入
定时器输出定时器输入
MISO/MOSISS/SECLK
AD 输入
AD 输入
3 相PWM 输出
EXC
报警
MP Now
带故障监控功能的东芝MCU支持功能安全系统。
用于EPS的PMD微控制器:TMPM350FDTFG
环境
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+B
DCDC1
6.0V Vreg1=3.3Vor 1.5Vor 1.2V
RST
Vreg2=5.0V
OSC低电压检测重置
Vreg3=5.0V
Reg1
电压选择
CK
开・关控制
CKRST
W
I H or L H or L H or L
LDO1
LDO2
DCDC2
SPI 错误逻辑寄存器
MCU
ALARM
VBU
DCDC1
错误检测错误检测
错误检测
错误检测
参考电压
ON・OFF
东芝EPS电源管理
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TB9042实现低功耗简化系统的散热设计 LDO1输出:5.0V(400mA)
LDO2输出:5.0V(100mA)
分立参考稳压器,参考检测
DCDC2输出:可选电压1.2V/1.5V/3.3V用于内核输出电流:1.2A
将各种故障模式通知到MCU
(过电流、过热、过压、欠压)
高性能/ 高电流
工程样品
环境
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东芝的车载电机控制器和驱动器
东芝电子(中国)有限公司
集成化车载马达驱动解决方案,确保了系统可靠性
东芝为特定的汽车电子应用开发了高度集成化的马达驱动IC。
燃油泵
HVAC鼓风机
油泵(AMT)
HVAC风门
水泵
DC有刷电机 --> 3相BLDC电机 MCU + 分立器件 --> 无MCU + MCD IC
分立器件 --> MCD IC(多通道) 无网络 --> LIN网络
环境
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特性
●车用无刷DC电机栅极驱动
●内置正弦波时序控制逻辑及伺服系统
●内置电荷泵(MOSFET N沟道/N通道)
●内置霍尔传感器用3通道比较器
●内置其它异常检测
(过电流、过压、过热等)
●工作温度:-40~125℃
●电压范围:7~18V
(绝对最大值40V(抛负载))
● PKG:QFP64-P-1010-0.5C
可在不使用MCU时独立控制电机
用于FET过热保护
VCC
+12V
27
V+
+
5V
+
AMP
PSIG
ASIG
GND
CMP
5V M
电荷泵
VCC+12
高边栅极驱动
温度
低边栅极驱动18v钳位
+
霍尔传感器x 3
5V
AMP
F/V
5V稳压器重置
5V sub
控制逻辑
&
ADC4.0
MHz
OSC
新工艺BiCD 0.13um
东芝风扇电机的解决方案
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TB9080FG用于无刷 3相电机预驱动电路(电荷泵)正弦波控制,适用于静音鼓风机及冷却风扇
环境
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东芝的车载电机控制器和驱动器
东芝电子(中国)有限公司
TB9061AFNG无传感器3相BLDC电机预驱动电路外围器件少,可直接安装到电机
可在不使用MCU时独立控制电机
GND
方框图&应用电路举例VB
GND
5V
重置保护
+高边:
P通道
低边:
N通道
控制
逻辑
OSC
+
ADC
PWM
VDDVREGVB
PSIG
TEST
SHUNTU
WAVE_CMP
SFCF
WAVE_U
Therm
isto
r
VREG
OUTFG
SWLA
IPC
定时器
ASIG
WAVE_V
WAVE_W
DIS
M
量产中
特性
3 相无传感器预驱动电路
内置时序逻辑用于120度方波驱动
简单PWM控制PWM和DC电压控制
PWM宽动态输出范围
位置检测用比较器(x 3通道)
故障转动/失速检测&重启控制
5V电源和复位
多种检测(OC,OV,OT)
工作温度:-40~125℃
封装:SSOP24-P-300-0.65A
PCB外径为3.3cm燃油泵ECU
环境
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方框图&应用电路举例
MODE
SI
CLK
CSB
SO
CPU
VDD
Reg.
5V
GND
SEL
VDD
Power On Reset
OC2
OC1
M
GNDC
SP
I I
/F
& C
ON
TR
OL L
OG
IC
OSC
(4MHz)
VCC
OverCurrent
OB2
OB1
M
VMCB
GNDB
OverCurrent
OA2
OA1
M
VMA
GNDA
OverCurrent
Over
Voltage
Detect
Over Temp.
Detect
TEST1 TEST2 TEST3
BATTERY
OverCurrent
Over Current
OverCurrent
TB9102FNG有刷电机驱动器的6通道半桥驱动用于HVAC控制&后视镜ECU
特性
车载有刷DC电机驱动器
Rdson(典型值):P沟道=0.5Ω(典型值),
N沟道=0.5Ω(典型值)
其它异常检测
过流(1.5A典型值)
过压(26V典型值)
欠压(4.0V典型值)
过热(170度典型值)
死区时间发生器
工作电压:7至18V
工作温度:- 40~125℃
封装:SSOP24-P-300-0.65A
(7.8mm x 7.6mm)
多通道控制用6通道半桥驱动
东芝的车载电机控制器和驱动器
东芝电子(中国)有限公司
量产中
环境
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GND
VREG5V
+12V
M
MT2
MT1
驱动器&
短路保护
ID0
ID1
ID2
VCC
SEL0
ID3
A/D
8位
LIN
&
电机控制逻辑
方框图&应用电路
SEL1
5 VREG,POR
Vover Tover检测
5V
VPBR
特性
LIN(slave)协议控制逻辑(版本1.3)
通过LIN传输的内置电机控制逻辑
半桥直接驱动
Rdson:P沟道=1.2Ω(典型值)/N沟道=1Ω(典型值)
其它异常检测
(过电流、过压、过热)
低漏电:10μA↓
工作温度:- 40~125℃
TB9056FNG带LIN控制器的DC有刷电机驱动器非常适用于通过LIN网络的HVAC独立区域控制
无需MCU且内置LIN的简单控制
BUS
最多16个节点
东芝的车载电机控制器和驱动器
东芝电子(中国)有限公司
量产中
环境
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车载功率器件的市场趋势
东芝电子(中国)有限公司
gate
Drain
Source
长里程
紧凑
保护功能用于高压电池
电动
方便・舒适
高可靠性
带保护功能的器件
高辐射封装
最小化损失
高压器件
IPD(智能功率器件)
DT-MOSIGBT
AEC-Q101,Tch=175℃
用于汽车电子封装DPAK+/TO-220SMW贴片器件
新工艺沟道技术
TO-220SMWDPAK+
安全・可靠性 环境市场关键词
环境
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车载MOSFET的技术趋势
东芝电子(中国)有限公司
年份 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
工艺
N沟道
(VDSS=40V)
P沟道
(VDSS=40V)
封装
<单个>
~10A
~60A
~80A
~200A
<2合1>5A
裸片
高温等级
AEC-Q101
【开始测试】
(10.6mΩ・mm2, Crss/Ciss≒0.05)13.5mΩ・mm2 (目标: 6mΩ・mm2)
SOP: CY12/Apr
TO-220SM(W)
DPAK+
(U-MOSⅩ)U-MOSⅨU-MOSⅧU-MOSⅣ
下一代
PS-8/TSON-Adv
SOP-Adv DSOP-Adv
双面散热
U-MOSⅥ
DPAK+
TO-220SM(W)Ⅱ
DPAK+ & TO-220SM(W)Ⅱ双面冷却
PS-8
TO-220SM(W)
KGDKGD2 (高压/电流/簿晶片)CY15/Apr
Tch=175deg.C
CS:CY14/Mar
TSON-Adv
双面散热
TSON-Adv
SOP-AdvPS-8
TO-220SM(W)Ⅱ
环境
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铜连接技术
东芝电子(中国)有限公司
项目DPAK
(2SK2782)DPAK+
(TK90S06N1L)改进
RDS(ON)(VGS=10V)…(注3) 55毫欧(注1) 3.3毫欧(注2) 下降93%
ID(DC) 20A(最大值) 90A(最大值) 增加450%
Rth(ch-c)3.125deg.C/W
(最大值)1.5摄氏度/W(最大值) 下降52%
Tch(最大值) 150摄氏度 175摄氏度 增加25摄氏度
可靠性 东芝标准 AEC-Q101 -
传统的DPAK
(2SK2782)
铜框架
芯片
铜片(栅极)
DAPK+
(TK90S06N1L)铜框架
芯片
(注1:平面工艺,注2:U-MOSⅧ,注3:VDSS=60V)
晶线(源极)
封装电阻0.8毫欧
焊线(栅极)
封装电阻3毫欧
降低73%
DPAK+中采用了铜片,所以其封装电阻相比于DPAK有所下降
铜片(源极)
环境
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创新解决方案让你的出行道路更美好我是绿色解决方案