芯耀
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圣邦微電子推出車規(guī)級多路開關檢測接口（MSDI）芯片 SGMCD1020Q，為車身控制模塊帶來全新解決方案。該芯片具備卓越的多通道檢測能力，可精確監(jiān)測多達 22 個通道的開關狀態(tài)，涵蓋 14 路接地開關和 8 路可編程開關（可靈活配置為接地開關或電池開關）。憑借其串行外設接口（SPI），SGMCD1020Q 能夠將開關狀態(tài)信息高效傳輸至微處理器單元（MCU），確保系統(tǒng)及時響應。此外，芯片內(nèi)置 22 選 1 模擬多路復用器，可將緩沖后的選定輸入模擬信號輸出到 AMUX 引腳，供 MCU 進一步讀取與處理，全方位滿足汽車電子系統(tǒng)對開關檢測的高性能需求。
SGMCD1020Q 具備三種靈活的操作模式：正常模式（Normal Mode）、低功耗模式（Low-Power Mode）和輪詢模式（Polling Mode）。在正常模式下，器件可被編程，并在檢測到開關狀態(tài)變化時，為開關觸點提供精準的上拉或下拉濕電流；低功耗模式則通過關閉自身大部分電路，實現(xiàn)超低功耗運行，其典型待機電流極低，非常適用對睡眠電流有嚴格要求的汽車和工業(yè)場景，能夠顯著降低系統(tǒng)能耗；輪詢模式則會按照預設周期對輸入引腳進行檢測，快速判定開關狀態(tài)相較于正常模式是否發(fā)生變化，為系統(tǒng)提供了高效且靈活的檢測方式。
SGMCD1020Q 符合 AEC-Q100 標準，適用于汽車應用。芯片采用符合環(huán)保理念的 TQFN-5×5-32GL?綠色封裝，工作溫度范圍在 -40℃ 至 +125℃。
圖 1 SGMCD1020Q 典型應用電路
圖 2 SGMCD1020Q 功能框圖
SGMCD1020Q 典型特性
SG Micro Corp
符合汽車可靠性標準 AEC-Q100 Grade 1；
支持 12V 汽車系統(tǒng)，具有欠壓和過壓警告功能；
全參數(shù)運行電壓：6V ≤ VBATP?≤ 28V；
全功能運行電壓：6V ≤ VBATP?≤ 36V；
SGx, SPx 開關輸入電壓范圍：-1V 至 36V；
典型待機電流：IBATP?= 70μA，IVDDQ?= 4.4μA；
支持三種工作模式：正常模式、低功耗模式和輪詢模式；
14 路接地開關，8 路可編程開關(接地開關或電池開關)；
4 種可配置的濕電流設置：2mA，8mA，12mA，16mA；
可選擇開關狀態(tài)改變的喚醒功能；
開關狀態(tài)改變時主動產(chǎn)生中斷（INT_B）；
使用 3.3V/5.0V SPI 協(xié)議可直接與 MCU 連接；
采用符合環(huán)保理念的 TQFN-5×5-32GL?綠色封裝。
SGMCD1020Q 產(chǎn)品優(yōu)勢
在汽車電子系統(tǒng)中，車身控制模塊（BCM）是用于管控各類車身功能的核心部件。與傳統(tǒng)開關接口分立檢測方案相比，SGMCD1020Q 憑借其高度集成化的設計、超低功耗特性、豐富的檢測功能、便捷的通信接口以及卓越的可靠性，為 BCM 帶來全方位的性能提升。它不僅能優(yōu)化汽車電子系統(tǒng)整體性能，還能顯著降低系統(tǒng)成本，同時大幅提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，為汽車電子系統(tǒng)的設計與應用提供了更優(yōu)的解決方案。
一、高度集成，節(jié)省空間與成本
SGMCD1020Q 將 22 通道開關檢測接口和 22 選 1 模擬多路復用器集成于一體，能夠同時檢測多個開關狀態(tài)并處理模擬輸入信號。與傳統(tǒng)分立方案相比，該芯片顯著減少了所需外部元件數(shù)量，如電阻、電容和二極管等。這種高度集成設計不僅降低了 MCU 資源占用，還大幅減少了電路板空間，降低了元件采購和生產(chǎn)成本，同時簡化了設計流程，提升了系統(tǒng)可靠性。
圖 3 開關接口分立檢測方案
二、低功耗模式，助力節(jié)能降耗
SGMCD1020Q 具備低功耗模式，典型待機電流 IBATP?僅 70μA，IVDDQ?為 4.4μA。這一特性使其在汽車等對低睡眠狀態(tài)電流有嚴格要求的應用場景中表現(xiàn)出色，能夠顯著降低系統(tǒng)功耗，有效延長汽車電池使用時間，提升汽車電氣系統(tǒng)的整體效率。傳統(tǒng)分立檢測方案則難以實現(xiàn)如此低的功耗水平。
三、高可靠性，保障系統(tǒng)穩(wěn)定運行
SGMCD1020Q 具備多種保護和故障檢測機制，涵蓋欠壓、過壓、過熱保護以及 SPI 通信錯誤檢測等功能。在汽車復雜多變的電氣環(huán)境中，這些機制能有效應對各種異常情況，確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行，顯著降低故障發(fā)生概率。此外，該器件在接地偏移、短路等異常條件下仍能保持正常工作，展現(xiàn)出了卓越的可靠性，相較傳統(tǒng)分立檢測方案表現(xiàn)更為出色。
四、功能豐富，提升檢測靈活性
SGMCD1020Q 通過軟件配置即可靈活適應多樣化的開關檢測需求，當需要增加新的開關功能或擴展系統(tǒng)功能時，僅需進行軟件升級和少量硬件調整，即可快速實現(xiàn)功能升級，無需像分立方案那樣重新設計和布局大量電路，極大地提升了系統(tǒng)的可擴展性和靈活性。其主要功能如下：
可編程四檔位高精度濕電流：提供 2mA、8mA、12mA 和 16mA 四個檔位的濕電流，可根據(jù)不同檢測需求靈活配置。小電流適用于模擬開關狀態(tài)檢測，有利于 ADC 在滿量程范圍內(nèi)實現(xiàn)更精細的分辨；大電流則可有效去除機械開關觸點氧化效果，同時具備更強的外部電容電流拉灌能力，顯著縮短響應時間。
可編程濕電流持續(xù)時間：支持連續(xù)或脈沖模式，可根據(jù)具體應用場景靈活配置濕電流的持續(xù)時間，以適應不同的開關檢測需求。
可編程輪詢周期：在輪詢模式下，輪詢周期可在 3ms 至 128ms 范圍內(nèi)靈活配置，共提供 16 個檔位，滿足不同檢測頻率的需求。
可選擇喚醒功能：當開關狀態(tài)發(fā)生變化，可主動向 MCU 發(fā)出通知，提高系統(tǒng)響應速度和實時性，確?？焖夙憫_關操作。
高效穩(wěn)定通信：支持 3.3V/5.0V SPI 協(xié)議，可直接與 MCU 進行通信，確保數(shù)據(jù)傳輸的高效性和穩(wěn)定性，進一步優(yōu)化系統(tǒng)性能。
圖 4 連續(xù)/脈沖濕電流配置
圖 5 低功耗模式下的典型時序圖
SGMCD1020Q 憑借其高度集成、低功耗、高可靠性以及功能豐富的特性，完美契合了現(xiàn)代汽車電子系統(tǒng)對開關檢測接口的嚴格要求，為車身控制模塊（BCM）提供了一種高效、節(jié)能、可靠的解決方案，將有力推動汽車電子系統(tǒng)的發(fā)展和升級，為汽車制造商和用戶帶來更加優(yōu)質的產(chǎn)品體驗。
關于圣邦微電子
圣邦微電子（北京）股份有限公司（股票代碼 300661）專注于高性能、高品質模擬集成電路的研發(fā)和銷售。產(chǎn)品覆蓋信號鏈和電源管理兩大領域，擁有 32 大類 5200 余款可供銷售型號，全部自主研發(fā)，廣泛應用于工業(yè)、汽車電子、通信設備、消費類電子和醫(yī)療儀器等領域，以及物聯(lián)網(wǎng)、新能源和人工智能等新興市場。
