1.前言

这两年随着汽车电子EE架构的快速演进，BCM的功能也在发生变化。

在乘用车上，BCM演化成BDC（车身域控制器）或ZCU（区域控制器），功能除了原本的控制内外灯、雨刮、继电器等，还增加了控制空调风门、后视镜、门窗、门锁、PEPS等，甚至有些还集成了网关、VCU功能。功能安全要求从原本的QM变成了ASIL-B/ASIL-D(集成VCU时)。

本文以12V乘用车为例，盘点BCM/BDC/ZCU所用到的芯片，包含进口半导体厂家和国产半导体厂家。

2.方案概述

如下是一个典型的BDC/ZCU的框图，包含常见的主控和外围，虚线外框代表的是可选外围，需要看具体的需求决定是否使用。

下文针对框图提到的主控和外围，分别介绍下对应的需求和常见型号。

3.主控芯片

BDC/ZCU对于主控的要求比较高，主要有如下几点：

• 多核MCU，主频300MHz以上，Flash 8MB到16MB；
• 10路以上CAN、LIN，一路千兆以太网MAC;
• 功能安全ASIL-B到ASIL-D，信息安全后续也会需要；
• 有第三方合作公司能提供完整的AUTOSAR软件；
• 芯片引脚在300pin左右。

目前合适的MCU主要有瑞萨的RH850/U2A，英飞凌的TC39x，以及芯驰的E3430和国芯的CCFC3007、CCFC3012。

3.1 RH850/U2A

瑞萨的RH850/U2A的框图如下：

BDC/ZCU方案中最常见的主控就是RH850/U2A系列了，Flash从8MB到16MB，功能安全从ASIL-B到ASIL-D都有对应的型号，并且相互之间硬件兼容。

3.2 TC39x

英飞凌的TC39x的框图如下：

TC39x所属的TC3xx系列在三电领域中使用最广泛，也有一些客户在BDC/ZCU中使用，特别是一些集成VCU功能的ZCU，TC39x非常契合。

3.3 E3430

芯驰的E3430的框图如下：

E3430具备两对双核锁步的ARM-Cortex R5 CPU Cluster，主频高达600MHz，通信接口包含16个CAN-FD、16个LIN、2个支持TSN的千兆以太网。同时芯驰还提供AUTOSAR标准的MCAL。

3.4 CCFC3007、CCFC3012

国芯官网上关于最新的CCFC3007、CCFC3012资料比较少，只有选型表列了一些芯片的资源，如下图：

目前看到有些Tier1在做纯国产化BDC/ZCU方案时，选择了国芯的CCFC3007，总体上能够满足车厂的需求，但是在低功耗模式的设计上还有提升空间。

4.电源芯片

BDC/ZCU的电源方案按架构分为两种，一种是混合方案，一种是分立方案。

4.1 混合方案

混合方案指的是大部分供电使用SBC，少部分供电使用DCDC和LDO。SBC使用比较多的是英飞凌的TLE9263/TLE9273，同时也有一些客户使用NXP的FS23系列，两种的功能对比如下：

SBC除了供电功能之外，还集成了CAN/LIN收发器、看门狗、LIMP HOME以及高边驱动等其它功能，有助于客户做功能冗余设计和减少PCB尺寸。

但是SBC缺少pin2pin的竞品，所以在要求供应链安全的大环境下，很多客户会更倾向于选择分立方案。

4.2 分立方案

DCDC和LDO不管是进口还是国产品牌都太多了，大部分国产都是和TI的一些热销型号（如LMR16030、TPS7B6950）做pin2pin，半导小芯可以很方便的交叉搜索到（如下图），这里就不展开了。

5.电机驱动芯片

BDC/ZCU使用的电机驱动芯片比较多，包含半桥驱动、预驱、步进电机驱动以及H桥驱动。下面分别介绍下他们的使用场景。

5.1 多路半桥驱动

半桥驱动主要用于驱动空调风门和后视镜调节，以及一些车内的指示灯。以12通道的半桥驱动芯片为例，一个BDC/ZCU最多需要使用9颗。

常见的进口半桥驱动驱动厂家主要有英飞凌、TI、ON；国内的厂家主要有谭慕、矽力杰、数明等。

• 英飞凌主要是TLE941xx系列，涵盖4、6、8、10、12通道半桥；
• TI主要是DRV89xx系列，涵盖4、6、8、10、12通道半桥；
• ON目前主推的是是NCV772x，涵盖2、4、6、8、10、12通道半桥，同时还有NCV7718/NCV7719；
• 谭慕目前官网能看到的是TPM7306A/08A/10A，对应6，8，10通道半桥；
• 矽力杰之前接触的是SA52106/08，对应6、8通道半桥，最近在客户端看到SA52112的样品，为12通道半桥；
• 数明目前接触到的是SiLM94112和SiLM94108两款芯片，对应12通道、8通道半桥。

这几家产品的对比图如下(矽力杰的资料获取有限，未加入对比列表)：

5.2 多路预驱

多路预驱主要用于座椅、门锁、车窗、尾门的控制。以8路预驱芯片为例，一个BDC/ZCU最多需要使用7颗。

常见的进口多路预驱厂家主要有英飞凌的TLE92108和TI的DRV8718，国内厂家主要有类比的DR7808和纳芯微的NSD3608等。这四颗料都是8通道预驱，其中DR7808和TLE92108是引脚兼容的，NSD3608和DRV8718是引脚兼容的。

5.3 步进电机驱动

最近遇到一些车厂会将电子膨胀阀给到BDC/ZCU控制器，因为电子膨胀阀是双极性步进电机，所以为了减少软件工作量，会倾向于使用专用的双极性步进电机驱动芯片。当然，也有一些客户会使用半桥驱动芯片去控制电子膨胀阀，软件工作量会比较大，而且电机运行的平滑度也差一些。

常见的双极性步进电机驱动芯片主要是ON的NCV70517（最高到1/16细分），以及TI的DRV8889（最高1/256细分），国产做双极性步进电机驱动芯片的比较少，目前能在官网看到资料的就是纳芯微的NSD8381（最高1/31细分），后续还会出一颗和DRV8889引脚兼容的NSD8389（最高1/256细分）。

关于NSD8381这颗芯片的详细介绍，可以参考之前的微信文章：

• 基于S32K144驱动NSD8381

5.4 H桥驱动

H桥驱动在传统分布式架构中，主要是用于门模块、座椅模块、电动尾门模块等，当这些功能因为电子架构的变化集成到BDC/ZCU中时，为了方便软件管理，会更换为8路预驱+MOS管的方案，同时电流也可以做的更大，散热也更好一些。

但是有的时候负载数量不凑巧，使用8路预驱之后还会多出一两路负载，这个时候就可以使用大电流的H桥驱动。

5.4.1 TI的H桥驱动

TI目前主推的H桥系列为DRV824x系列和DRV814x系列，选型表如下：

5.4.2 ST的H桥驱动

ST超过10A输出电流的H桥驱动主要有如下6颗，选型表如下：

6.高边驱动芯片/低边驱动芯片

正常BDC/ZCU所需的高边驱动和低边驱动都比较多，按照通道计算，高边驱动需要四五十通道，低边驱动需要二十多通道。

6.1 高边驱动芯片

高边驱动主要用来驱动如下三类负载，内阻范围从8mΩ-50mΩ不等，实际选型时需要看负载电流以及负载类型。

• 阻性负载，如座椅、方向盘的加热丝
• 容性负载，如卤素灯
• 感性负载，如继电器、电磁阀、LED灯

进口高边驱动芯片

目前汽车上量产的高边驱动芯片以进口为主，在进口芯片中，ST和英飞凌占据了大部分市场，且以GPIO口控制类为主，另外，ST这两年也出了一些SPI控制的高边，如VN9D5D。TI和NXP的高边驱动也有一部分客户使用，其中NXP的高边驱动产品都是SPI控制类，包含了一些安全策略。

上述四家常见的高边驱动产品如下图所示：

国产高边驱动芯片

今年发布高边驱动产品的国产半导体厂家比较多，笔者选了三家产品相对丰富的，产品选型表展示如下：

纳芯微公众号有详细介绍高边驱动产品的测试情况，包含阻/容/感各类负载，链接为如下：

• 全链国产，全系覆盖，全面认证！纳芯微高边开关系列重磅发布！

6.2 低边驱动芯片

低边驱动主要驱动的负载有继电器和室内小灯，内阻从300mΩ-50mΩ不等。

传统分布式架构中使用8/12通道低边驱动（如E520.02、TLE75008）因为电流比较小，基本都使用多通道半桥驱动替换了。

6.2.1 进口低边驱动芯片

进口驱动芯片常见的是ST、ON、英飞凌三家，以GPIO口控制的单双通道为主。

上述三家常见的低边驱动产品如下图所示：

6.2.2 国产低边驱动芯片

因为BDC/ZCU低边负载一般电流不会大于2A，现有客户使用比较多的为VNL(D)5160、NCV8402A(D),国产也基本对标这两颗物料在做。如纳芯微的NSD12416/NSD11416、鸿翼芯的HELS120。

纳芯微的低边驱动主要型号如下：

7.CAN、LIN、Eth芯片

BDC/ZCU一般需要10路以上的CAN、LIN，用于和车身其它ECU通信。如果ZCU分为左右域/前后域，两个ZCU之间的通信会选择使用千兆汽车以太网。

7.1 CAN收发器

CAN收发器以前都被进口厂商（NXP、TI、Infenion、ON等）垄断，这两年很多国产厂商也都有了对标产品。

关于进口CAN收发器品牌的介绍，笔者之前写过两片文章，如下链接所示，读者可以点击阅读。

• CAN(FD)收发器选型及替换指南(一)

• CAN(FD)收发器选型及替换指南(二)

关于国产CAN收发器，目前常见的主要是芯力特、川土微、思瑞浦以及纳芯微，这几个品牌都是对标NXP/TI去开发的产品，可以从尾缀看出对标的产品（如SIT1042/CA-IF1042/TPT1042/NCA1042），这里就不赘述了。

7.2 LIN收发器

关于进口LIN收发器品牌的介绍，笔者之前写过一篇文章，如下链接所示，读者可以点击阅读。

• 叮，一份详细的LIN收发器选型指南请查收！ (qq.com)

国产LIN收发器主要的厂商为芯力特、川土微、思瑞浦以及纳芯微，目前量产的产品都是对标TJA1021的。但是BDC/ZCU中四通道的LIN收发器TJA1124也用的比较多，有些国产厂商也在开发，但还未量产。

7.3 汽车以太网Switch&PHY芯片

BDC最多需要1路千兆以太网，ZCU有时会需要支持千兆汽车以太网的Switch，承担一部分网关的功能，连接多个用到以太网通信的节点。

能够提供千兆汽车以太网产品的厂商不是很多，市面上常见的主要是如下几家的产品：

8.多路模拟/数字信号转换器

BDC/ZCU需要采集的数字信号信号和模拟信号都比较多，常见的方法如下：

• 模拟复用器用于采集大量的模拟信号，如TI的SN74HC4851、SN74LV4051等，单板最多需要用到8pcs；
• 移位寄存器用于采集大量的数字信号，如TI和安世的74HCT595；

因为分立方案占用的PCB板面积过大，有些客户会选择MSDI芯片，如NXP的CD1030、TI的TIC12400等；还有一种方式，客户使用引脚多功能简单的车规MCU，成本甚至更低，并且低功耗设计也更方便。

9.低频/高频芯片

BDC/ZCU也会将分布式架构中的PEPS功能集成进来，这里芯片NXP市场占比非常大，偶尔也会有一些客户选择ATMEL的芯片。相关芯片如下：

• 钥匙端：NXP的NCF29A1，ATMEL的ATA5702；
• 车身端-高频：NXP的NCK2910、2912、2913，ATMEL的ATA5785；
• 车身端-低频：NXP的NJJ29C0，ATMEL的ATA5291

随着数字钥匙方案的兴起，对于传统的PEPS方案必然有所冲击，但是目前完全取消PEPS功能，只用数字钥匙方案的车型还很少见，更多的是两种方案并存。

10.数字钥匙芯片

钥匙钥匙方案按功能分为蓝牙、NFC、UWB、SE三部分，按照位置分为中心节点、锚点、Kfob/手机端APP三部分，中心节点和锚点的数量比例为1：3到1：5。

有些车厂会将数字钥匙方案里的中心节点整合到ZCU或智能座舱中，锚点由其它Tier1供应，Kfob/手机端APP由云端Tier1配合提供。

常见的芯片按功能分，主要由如下几种：

• NFC芯片，常见的是NXP的NCF3321，ST的ST25R3920，复旦微的FM17660A等；
• 蓝牙芯片，常见的是NXP的KW36、KW45，TI的CC2640、CC2340，OnSemi的RSL10、RSL15等；
• UWB芯片，目前量产的很少，主要是NXP的NCJ29D5、NCJ29D6，Qorvo的DW1000等；
• SE芯片，用于安全验证，常见的是NXP的NCJ37/38，复旦微的FM1280等。

最近新推出了蓝牙高精度测距技术（HADM），使用的是蓝牙信道探测（Channel Sounding），测距精度能够达到±10cm。很多国内蓝牙厂家都在新出的芯片增加该功能，如果能够大批量使用，对于UWB测距方案会是比较大的冲击（目前UWB测距方案存在成本高、功耗高的问题）。

写在最后

因为BDC/ZCU方案涉及到的芯片种类非常多，笔者自身积累有限，如果有不正确或者遗漏的，还请帮忙评论区指出。另外，如果觉得本文对你有用，不妨动动小手点个赞再走！！！