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瑞萨电子汽车领域的半导体解决方案

在全球汽车半导体市场中 ， 瑞萨占有7.1%的市场份额 ， 排名第四位;在日本市场中占据第一位 ， 市场份额为22.3% 。其汽车半导体解决方案包含了安全、信息、动力总成、底盘以及车身五个方面 ， 其中每个方面都有多种解决方案 。
汽车仪表解决方案
仪表MCU的特点分以下几个方面：
1. 内嵌步进电机PWM控制器：可直接控制和驱动4-6个步进电机 ， 无需外驱动器IC ， 因此可以节省成本和布局空间 ， 具有优良的EMI/EMC性能;
2. 内嵌LCD控制器：28/32段&TImes;4公共引脚 ， 可以直接控制LCD ， 同样无需外置驱动器IC ， 因此可以节省成本和布局空间 ， 具有优良的EMI/EMC性能;
3. 高速CPU：单指令周期 ， 20 MHz的H8S最小指令执行时间为50ns ， 而40 MHz的H8SX最小指令执行时间是25ns;
4. 强大的定时器：片上16位定时器脉冲单元有三个16位定时器通道 ， 包括输入捕捉、输出比较、PWM和相位计算 。
H8S/228X特殊模块的基本功能 ， 包括三个部分：定时器脉冲单元(TPU);步进电机PWM控制器和LCD控制器 。
【瑞萨电子汽车领域的半导体解决方案】TPU是由3个16位定时器通道组成 ， 包括最多8个脉冲输入/输出 ， 可以为每个通道设置：比较匹配的波形输出;输入捕捉功能;计数器清零操作;同步运行;定时器计数器能够同时写入;可以比较匹配与输入捕捉同时清零;利用同步计数器操作实现寄存器同时输入/输出;与同步运行结合的最大7相位PWM输出 。
步进电机PWM功能包括：最大16个脉冲输出 ， 其中两个10位PWM通道 ， 每个通道有8个输出 ， 可以直接独立控制4个步进电机;0%至100%占空比;5个操作时钟;可以通过16位总线接口进行高速访问;两个中断源;可以设置模块停止模式 。
对于LCD控制器/驱动器 ， 其重要功能有：28/32段&TImes;4公共引脚;段输出引脚可用作11个帧频的4组端口选择;A或B波形可以用软件进行选择;内置电源分离电阻;除了待机模式和模块停止模式外 ， 还有操作模式显示 。
仪表盘应用解决方案
1.微步进电机解决方案
微步进电机成本低 ， 结构简单 ， 但具有高可靠性 ， 且无需维护、无需反馈元件 。但是经常在低速率时出现共振效应 ， 而且随着速度增加转矩会降低 。图1显示了VID步进电机的内部结构 ， 其中左边是转子 ， 中间是齿轮 ， 右边是电机输出 。
 
2. 电机驱动模式
电机驱动模式有分步驱动模式和微步驱动模式 。图2所示的是分步驱动的时序图 ， 可以看到一个周期由六步组成 ， 脉冲序列从左向右时 ， 指针顺时针方向转动;反之 ， 如果脉冲序列从右向左时指针逆时针方向转动 。图3所示的是微步驱动模式时序图 ， 其中蓝色线代表左线圈的电流 ， 红色线代表右线圈的电流 。一个周期共有24个微步组成 ， 线圈上的电流波形近似于正弦波型 。
 
 

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