Framework für intelligente Leistungsschalt-SoCs


, ein programmierbares SoC-Framework für Mixed-Signal-Leistungsschaltungen für Automobil- und Industrieanwendungen

Das „Intelligent Power Control SoC Framework“ ist eine Entwicklungsplattform, die speziell auf die Anforderungen im Bereich des Halbleiterdesigns für die Automobil- und Industriebranche zugeschnitten ist.

Das Framework basiert auf einer 6-Kanal-Mixed-Signal-Implementierung und vereint die Steuerung der Leistungsstufen, Sensorik, Diagnose, Schutzfunktionen sowie eine programmierbare, RISC-V-basierte Überwachung. Es bietet den Entwicklungsteams bei eInfochips eine praxisnahe Umgebung, in der sie das erforderliche Fachwissen entwickeln, validieren und unter Beweis stellen können, um Kunden bei komplexen, anwendungsspezifischen Halbleiterprojekten zu unterstützen.

Das Framework wurde auf dem GF130BCD-Prozess von GlobalFoundries implementiert und bietet damit eine siliziumbasierte Grundlage für die Entwicklung von Mixed-Signal-ASICs für den Automobil- und Industriebereich.

Das Framework kann auch als maßgeschneiderte IP oder als einsatzbereite, wiederverwendbare AMS-Subsystemkomponente im Rahmen der Chip-Entwicklungsprogramme des Kunden angeboten werden.

Wichtigste Merkmale

Integrierte Überwachung

Die integrierten Messfunktionen ermöglichen die Erfassung von Strom, Spannung und Temperatur und bieten so einen besseren Einblick in die Betriebsbedingungen.

Integrierte Diagnose- und Schutzfunktionen

Integrierte Überwachungs- und Diagnosefunktionen überwachen die Stromversorgung, die Betriebsbedingungen und Systemfehler.

Programmierbare Steuerung

Ein integrierter RISC-V-Kern ermöglicht die Konfiguration, Überwachung und programmierbare Steuerung des Geräts.

6-Kanal-Leistungssteuerung

Steuert sechs externe N-Kanal-MOSFETs und unterstützt sowohl 3-Phasen-Motorantriebskonfigurationen als auch die unabhängige High-Side-/Low-Side-Schaltung.

Unterstützung für Mehrspannungssysteme

Das Framework wurde für 12-V-, 24-V- und 48-V-Batteriearchitekturen entwickelt und eignet sich für eine Vielzahl von Stromversorgungsumgebungen im Automobilbereich und in der Industrie.

Hochleistungs-Switching

Das Framework unterstützt externe MOSFETs mit einer Gesamt-Gate-Ladung von bis zu 220 NC und Schaltfrequenzen von bis zu 20 kHz in 12-V-Anwendungen.

Kompakte QFN-88-Gehäuseform

Das QFN-88-Gehäuse ermöglicht eine kompakte Systemintegration für Leistungssteuerungsanwendungen im Automobilbereich und in der Industrie.

Funktionale Architektur auf hoher Ebene

Das Framework veranschaulicht, wie die wichtigsten Funktionen, die für eine intelligente Leistungssteuerung erforderlich sind, in einer Mixed-Signal-SoC-Umgebung zusammenwirken können.
Funktionale Architektur auf hoher Ebene

Anwendungen

Das „Intelligent Power Switching SoC Framework“ zeigt seine Anwendbarkeit in verschiedenen Anwendungsfällen der Leistungssteuerung im Automobil- und Industriebereich, darunter:

Motorantriebe

Elektrische Servolenkung

Hochleistungs-Lüfter

Wasserpumpen

eHorn

Steuerung der Scheibenwischer- und Scheibenfunktionen

Ansteuerung und Regelung von HLK-Anlagen

Batteriemanagement / Steuerung der Hilfsstromversorgung

Steuerung von Industriemotoren, Pumpen, Ventilatoren und Stellantrieben

Entwickelt für die integrierte Leistungssteuerung

Das SoC-Framework vereint mehrere Steuerungs- und Überwachungsfunktionen in einer Mixed-Signal-Architektur und ermöglicht es den Kunden so, die umgebende Schaltung zu vereinfachen und gleichzeitig eine verbesserte Überwachungsfähigkeit, einen besseren Systemschutz und eine höhere Programmierbarkeit zu erzielen.

Wichtigste Vorteile auf Systemebene:

  • Höhere funktionale Integration
  • Vereinfachter Systemaufbau
  • Integrierte Überwachung
  • Konfigurierbarer Schutz
  • Programmierbare Steuerung
  • Flexibilität durch Unterstützung mehrerer Spannungen

Vorteile für die Kunden

Das „Intelligent Power Switching SoC Framework“ verbessert die Fähigkeit unseres Unternehmens, Halbleiter-OEMs und Systemhersteller in den folgenden technischen Bereichen zu unterstützen:

  • SoC-Entwicklung für die Automobil- und Industriebranche
    • Unterstützt anspruchsvolle Anwendungen im Automobil- und Industriebereich, wie z. B. eHorn, TPMS, Steuerung von Scheibenwischern und Scheibenfunktionen, BMS sowie HLK-Systeme
  • Entwurf, Verifikation und Layout von analogen und Mixed-Signal-Schaltungen
  • Komplexe digitale Entwicklung eines RISC-V-Subsystems und Integration in die eingebettete Steuerung
  • Energieverwaltung, Sensorik, Überwachung und Schutz
  • ASIC-Implementierung und Inbetriebnahme des Chips

Ziel dieses Rahmenwerks ist es, die technische Umsetzungsreife sicherzustellen, die Konstruktionskompetenz zu validieren und das Ausführungsrisiko bei kundenspezifischen Chip-Programmen zu verringern.

Entwickelt für schlüsselfertige Halbleitertechnik

Das Framework verdeutlicht die technischen Kompetenzen über den gesamten Lebenszyklus von Halbleitern hinweg:

Architektur → Analog- und Mixed-Signal-Design → Digitale und eingebettete Integration → Verifikation → Physikalisches Design → Tape-out → Koordination der Gehäusefertigung → Inbetriebnahme des Siliziumchips

Dank dieser Erfahrung kann eInfochips mit Kunden in verschiedenen Phasen zusammenarbeiten – von ausgewählten Entwicklungsarbeitsabläufen bis hin zur schlüsselfertigen ASIC-Entwicklung.

Entdecken Sie die technischen Details

Weitere Informationen zu den Betriebseigenschaften, Schnittstellen und Implementierungsdetails des Frameworks finden Sie unter:

Möchten Sie einen maßgeschneiderten ASIC für die Leistungssteuerung entwickeln?

eInfochips kann Ihr Programm von der frühen Architektur- und Mixed-Signal-Entwicklung über die Implementierung und die Koordination des Ökosystems bis hin zur Inbetriebnahme des Chips unterstützen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein SoC-Framework für intelligente Leistungsschaltungen?

Es handelt sich um eine Entwicklungsplattform, die für anspruchsvolle Anwendungen in der Automobil- und Industriebranche konzipiert ist und Framework-Unterstützung für das Design analoger Mixed-Signal-Schaltungen, die SoC-Verifikation, das Sign-off des physikalischen Designs, die gemeinsame Verifikation von Hardware und Software sowie das Debugging von Siliziumchips bietet.

Für welche Anwendung(en) ist das Framework konzipiert?

Zu den Zielanwendungen zählen Motorantriebe, elektrische Servolenkungen, moderne Lüfter, Wasserpumpen und industrielle Leistungssteuerungssysteme.

Was zeigt das Rahmenwerk?

Es demonstriert ein digitales Subsystem für die analoge Mehrkanalverarbeitung auf Basis von RISC-V, das mit einem automatisierten Workflow von der Architektur bis hin zu GDSII arbeitet und so eine verkürzte Markteinführungszeit, siliziumerprobte Subsysteme sowie ein einsatzbereites Framework gewährleistet.

Welche Systemspannungen werden unterstützt?

Das Gerät ist für 12-V-, 24-V- und 48-V-Systemarchitekturen ausgelegt.

Wie können Kunden mit eInfochips zusammenarbeiten?
Kunden können eInfochips für gezielte Dienstleistungen im Bereich der Halbleitertechnik oder für die End-to-End-Entwicklung anwendungsspezifischer ASICs beauftragen.

Welche Überwachungsfunktionen werden unterstützt?

Das Framework unterstützt die Messung von Strom, Spannung, Ausgangsspannung und Temperatur sowie konfigurierbare Diagnose- und Überwachungsfunktionen.

Lässt sich das Framework für eine andere Anwendung anpassen?

Das Programm bietet eine technische Grundlage, die je nach Anwendungsanforderungen für kundenspezifische ASIC-Entwicklungen im Bereich der Motorsteuerung und Leistungssteuerung angepasst werden kann.

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