探索 NXP S32K3-T-BOX RDB：汽車電子設(shè)計(jì)的理想之選

在汽車電子領(lǐng)域，高效、安全且功能強(qiáng)大的參考設(shè)計(jì)板對(duì)于加速產(chǎn)品開發(fā)至關(guān)重要。NXP 的 S32K3-T-BOX RDB 就是這樣一款引人注目的產(chǎn)品，它為汽車應(yīng)用提供了豐富的功能和可靠的性能。今天，我們就來深入了解一下這款參考設(shè)計(jì)板。

文件下載：NXP Semiconductors S32K3-T-BOX 評(píng)估板.pdf

一、引言

S32K3-T-BOX RDB 是一款緊湊、高度優(yōu)化且集成化的參考設(shè)計(jì)板，搭載了 S32K3 通用微控制器。它能為多種典型汽車應(yīng)用提供參考，如 5G 遠(yuǎn)程信息處理盒、面向服務(wù)的網(wǎng)關(guān)、AVB、IO 聚合器和車身域控制器等。汽車制造商、供應(yīng)商和軟件生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴可以直接使用該板，加速開發(fā)進(jìn)程，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。

二、特性概述

1. 強(qiáng)大的微控制器

S32K344 maxQFP172 汽車微控制器集成了 Arm cortex - M7 鎖步核心，具備硬件安全引擎（HSE），支持 ASIL D 功能安全，為汽車應(yīng)用提供了可靠的計(jì)算核心。

2. 高效的以太網(wǎng)交換

以太網(wǎng)交換機(jī) SJA1110B 集成了 5 通道 100base T1、1 通道 100base Tx、1 通道 1GHZ SGMII SABRE 連接器，通過 RMII 連接到 S32K3，RGMII 連接到 5G 模塊，實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)通信。

3. 可靠的電源管理

安全 SBC FS26 為 S32K3 供電并監(jiān)控 MCU 狀態(tài)，PMIC FS56 和 PF5020 為 5G 模塊、以太網(wǎng)交換機(jī)和其他外設(shè)提供額外電源，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

4. 先進(jìn)的通信模塊

• 汽車級(jí) Quectel 5G 模塊 AG55xQ 采用 Qualcomm SA515M 芯片，支持 C - V2X 和 GNSS（需從 Quectel 供應(yīng)商處購買），滿足汽車通信需求。
• 支持 WIFI 6，通過 miniPCIE 接口連接，經(jīng) NXP 新一代 WIFI6 芯片 AW690 驗(yàn)證，提供高速無線連接。

  5. 豐富的接口支持

• 支持 6 通道 CAN FD 和 4 通道 LIN，可用于網(wǎng)關(guān)應(yīng)用。
• 音頻編解碼器 SGTL5000、時(shí)鐘乘法器 CS2100 和 CDCE6214 支持 AVB 功能。
• 支持 E - Call，配備 3.0 - 7.0V 備用電池充電器和升壓控制器 MAX20095。
• 汽車級(jí)加速度計(jì) FXLS8967AF 用于監(jiān)控車輛狀態(tài)。
• 可插入最大 32GB SD 卡存儲(chǔ)車輛數(shù)據(jù)，SDIO 協(xié)議由 FLEXIO 模擬。

三、電源供應(yīng)

S32K3-T-BOX RDB 支持最大 28V 輸入電壓。上電順序如下：

1. 確保跳線 J20 閉合。這是為了在 VSUP 供電前為 FS26 調(diào)試引腳提供電壓，使 FS26 進(jìn)入調(diào)試模式。調(diào)試模式僅用于工程開發(fā)過程，生產(chǎn)應(yīng)用或車輛中不使用。在調(diào)試模式下，看門狗和其他故障安全功能會(huì)被禁用。如果希望 FS26 在正常模式下工作，則無需遵循此上電順序。
2. 通過 ECU 連接器 J32 為板卡供電。
3. 打開電源開關(guān) SW1。

四、連接器和接口

五、跳線設(shè)置

六、汽車以太網(wǎng)交換機(jī)

七、5G 模塊

S32K3-T-BOX RDB 配備了 Quectel 的 5G 模塊 AG55xQ，支持 C - V2X 功能和 GNSS 定位。該模塊支持 5G NR NSA 和 SA 模式，采用 3GPP Rel - 15 技術(shù)，在 5G NSA 模式下，最大下行速率可達(dá) 2.4 Gbps，上行速率可達(dá) 550 Mbps；在 LTE - A 模式下，最大下行速率可達(dá) 1.6 Gbps，上行速率可達(dá) 200 Mbps。 8GB eMMC 用于存儲(chǔ)代碼、配置文件和其他用戶信息。5G 模塊可以通過 SPI 和 UART 接口與 S32K3 交互，通過 RGMII 接口與以太網(wǎng)交換機(jī)連接。通過控制多路復(fù)用器 TS3A27518E (U38)，5G 模塊可以通過 I2S 接口連接到編解碼器 SGTL5000 實(shí)現(xiàn)通話功能。用戶可以插入 Micro sim 卡激活 5G 通信。由于 5G 模塊的 IO 電壓為 1.8V，而 S32K3 和大多數(shù)外設(shè)為 3.3V，因此這些連接使用了電平轉(zhuǎn)換器。

八、AVB 硬件

板卡具備與以太網(wǎng) AVB 相關(guān)的硬件，包括 2 個(gè)媒體時(shí)鐘發(fā)生器 CS2100 (U10)、CDCE6214 (U11) 和一個(gè)編解碼器 SGTL5000 (U13)。編解碼器的 I2S 接口默認(rèn)連接到 S32K3 用于 AVB 應(yīng)用，SAI (J45) 接口可擴(kuò)展用于外部音頻放大器板，如 NXP 汽車 ClassD TDF853x RDB 板。

九、備用電池 E - Call 支持

板卡集成了備用電池充電器和升壓控制器芯片 MAX20095。當(dāng)主電源丟失時(shí)，它可以將電池升壓到 12V 以支持緊急呼叫功能；當(dāng)主電源開啟時(shí)，芯片作為電池充電器工作。MAX20095 可以通過 I2C 接口由 S32K3 控制，充電器電壓可以設(shè)置為 3.0 - 7.0V，默認(rèn)值為 3.6V，電流最大可設(shè)置為 1A。如果要使用備用電池為 CAN 和 LIN PHYs 供電，將跳線 J23 切換到 1 - 2 閉合?？梢詫㈦姵剡B接到 J42 或 J32。

十、其他特性

• 集成加速度計(jì) FXLS8967 (U12) 用于檢測汽車速度。
• 設(shè)計(jì)了用于連接 HC - 08 藍(lán)牙模塊的接口（J61）和用于連接 ATK - ESP8266 WIFI 模塊的接口（J79）。
• 可插入 SD 卡存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，SDIO 協(xié)議由 FLEXIO 模擬并由 S32K3 控制。

總結(jié)

NXP S32K3-T-BOX RDB 是一款功能強(qiáng)大、集成度高的參考設(shè)計(jì)板，為汽車電子開發(fā)提供了豐富的功能和可靠的性能。它的出現(xiàn)無疑為汽車制造商和開發(fā)者提供了一個(gè)優(yōu)秀的平臺(tái)，能夠加速汽車電子系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)程，推動(dòng)汽車行業(yè)向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。各位電子工程師在實(shí)際應(yīng)用中，不妨根據(jù)具體需求合理利用其特性，開發(fā)出更具創(chuàng)新性的汽車電子產(chǎn)品。你在使用類似參考設(shè)計(jì)板時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。