UJA107xA 中文Datasheet

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UJA107xA 系列的关键特性包括出色的ESDEMC性能以及非常低的静态电流,有助于降低油耗和CO2排放。另外,看门狗、跛行回家(Limp Home)等集成式故障安全功能提高了汽车系统的安全性。恩智浦UJA107xA系列对电控单元(ECU)的性能、功耗以及成本进行了优化,适合包括车身控制模块、车内温度控制、座椅控制、电子助力转向(EPS)、自适应照明、雨/光传感器、辅助停车和变速箱等在内的广泛应用。 UJA107xA系列成功地将10多个有源器件集成到一个SBC中,使所占电路板面积减少50%以上。UJA107xA系列内核取代了具有高速CANLIN接口的ECU中常见的基础分立器件。除了将ECU功能集成到单个封装之外,SBC内核还提供系统特定功能的智能组合,例如先进的低功耗概念、安全可控的系统启动状态以及系统级和子系统级的详细状态报告等。
UJA107xA可与集成CAN控制器的微控制器结合使用,确保MCU的启动始终处于可控状态。UJA107xA支持网络应用,采用高速CAN作为主网络接口、LIN接口作为本地子总线来控制电源和传感器等外设。 恩智浦最新一代SBC包括: UJA1078A HS-CAN 和双LIN SBC UJA1075A HS-CANLIN SBC UJA1076A HS-CAN SBC UJA1079A LIN SBC

UJA107xA核心系统系统基础芯片(SBC使用高速控制器区域网络(CAN和本地互连网络(LIN接口取代电子控制单元(ECU中常见的基础分离组件。
UJA107xA支持用于通过使用高速CAN作为主网络接口而LIN接口作为本地辅助总线进行电源和传感器外设控制的网络应用。 核心SBC包含下列集成器件:


高速CAN收发器,可互操作且向下兼容CAN收发器TJA1042以及兼容ISO 11898-2标准和ISO 11898-5标准 符合LIN 2.1LIN 2.0SAE J2602以及兼容LIN 1.3LIN收发器 先进的独立看门狗(UJA1075A/xx/WD版本)
为微控制器供电的250 mA电压调节器;可通过外部PNP晶体管扩展以提升电流能力和耗散分布 为板载CAN收发器供电的独立电压调节器 串行外设接口(SPI(全双工)
2个本地唤醒输入端口 (UJA1078TW带循环偏置选择 软备件(Limp home输出端口(跛行回家输出端口
除在单个封装中集成这些共用ECU功能所获得的优势外,核心SBC还提供系统特定功能的智能组合,如:


先进的低功率概念 安全且受控的系统启动性能 系统和子系统层面的详细状态报告
UJA1075A主要为配合采用CAN控制器的微控制器使用而设计。SBC确保微控制器始终以可控制的方式启动。 特性和优势 2.1 通用特性
1)包含一系列的CANLIN ECU功能:


1CAN收发器和2LIN收发器
可选的3.3 V5 V电压调节器为微控制器和外围电路提供最高250 mA;可连接外部PNP晶体管以实现最佳的PCB热量分布。
适用于CAN收发器的独立电压调节器(5 V

带有窗口、超时模式和片上振荡器的看门狗 适用于微控制器通信的串行外设接口(SPI ECU电源管理系统
2)主要用于汽车应用:

极好的电磁兼容性(EMC性能
CAN/LIN总线引脚和唤醒引脚提供±8 kV静电放电(ESD保护人体模型(HBM CAN/LIN总线引脚和唤醒引脚提供±6 kV静电放电保护IEC 61000-4-2 CAN/LIN总线引脚提供±58 V短路保护
依照ISO 7637-3对电池和CAN/LIN总线引脚进行抗瞬态保护 支持通过CAN总线进行远程闪存Flash编程 低热阻的小型6.1 mm × 11 mm HTSSOP32封装 无铅;符合有害物质限制指令(RoHS和深绿色
2.2 CAN收发器

高速CAN收发器 符合ISO 11898-2ISO 11898-5标准 CAN总线专用的低压差电压调节器: 与微控制器电源独立 显著改进EMC性能 掉电时的总线连接真正悬浮
SPLIT输出引脚用于稳定隐性总线电平
2.3 LIN收发器

符合LIN 2.1LIN收发器 符合SAE J2602 向下兼容LIN 2.0LIN 1.3 用于优化EMC性能的低斜率模式 引脚DLIN具有集成LIN终端二极管
2.4 电源管理

带有唤醒源检测,通过CANLIN总线或本地唤醒引脚进行唤醒 2个唤醒引脚:
- 可以断开WAKE1WAKE2输入来降低电流;
- 输出信号WBIAS为唤醒管脚施加偏置电压,采样时间可选择 - 16ms64ms 待机模式具有极低待机电流和完全唤醒功能;可激活可扩展稳压器(V1)来维持对微控制器的供电; 睡眠模式具有极低的睡眠电流和完整的唤醒功能。
2.5 控制和诊断功能

所有条件下的安全和可预见行为 可编程看门狗,带有独立的时钟源:
支持Window、超时(带有可选周期性唤醒)和关断(中断时自动重新使能)模式; 16位的串行外设接口(SPI),用于配置、控制和诊断; 全局使能输出,用来控制安全关键硬件;


软备件’(Limp home)输出(LIMP),在出现严重系统故障时激活应用特定的‘软备件’; 过热关断;
中断输出管脚;中断可以分别配置成指示V1/V2欠压、CAN/LIN/本地唤醒以及循环和上电中断事件; 双向复位管脚,带有不同的上电复位长度,支持各种微控制器。 软件启动的系统复位。
2.6 电压调节器

主电压调节器V1
可调节电压调节器的输出,供电给微控制器及其外设、以及其它外部收发器; ±2 %LIN主应用精度; ±3 %LIN从应用精度; 3.3V5V两个调节器版本;
提供高达250mA的电流,可以和一个外部PNP晶体管结合使用,使得PCB上的热分布更均匀; 可选的电流阈值,在该值时外部PNP晶体管开始输出电流;
在额定输出电压的90 %处时欠压报警,在额定输出电压的90 % 70 %处时欠压复位;
可以在VBAT电压下降到4.5V(例如,在电压不稳定期间)时工作,符合ISO7637 pulse 4/4b ISO16750-2标准; 所有条件下输出稳定。 CAN收发器的电压调节器V2
o 片内高速CAN收发器的专用电压调节器V2 o 在额定输出电压的90 %处时欠压报警;
o V2可以关断;CAN收发器也可以由V1或一个外部电压调节器供电;
o 可以在VBAT电压下降到5.5V(例如,在电压不稳定期间)时工作,符合ISO7637 pulse 4标准,可工作于低至5.5 V(例如,启动过程中)的VBAT电压。
o 所有条件下输出稳定。


HTSSOP32:耐热小外形塑料封装,32脚,宽6.1mm,引脚间距0.65mm,裸露的芯片焊盘。
注:[1] UJA1078TW/5V0xx版本包含一个5 V稳压器(V1; UJA1078TW/3V3xx版本包含一个3.3 V稳压器V1;WD版本包含一个看门狗。

框图







TXDL2 1 LIN2传输数据输入 RXDL2 2 LIN2接收数据输出

TXDL1 3 LIN1传输数据输入
V1 4 单片机(5 V电压调节器输出或3.3 V根据SBC RXDL1 5 LIN1接收数据输出 RSTN 6 复位输入/输出的微控制器 INTN 7 中断输出到单片机 EN 8 使能输出 SDI 9 SPI数据输入 SDO 10 SPI数据输出 SCK 11 SPI时钟输入 SCSN 12 SPI芯片选择输入 TXDC 13 CAN传输数据输入 RXDC 14 CAN接收数据输出 TEST1 15 测试针,针应该连接到地 WDOFF 16 WDOFF脚使看门狗不激活 LIMP 17 跛行回家输出 WAKE1 18 本地唤醒输入1 WAKE2 19 本地唤醒输入2 V2 20 5 V电压调节器输出 CANH 21 CANH总线 CANL 22 CANL总线 GND 23
SPLIT 24 CAN总线共模稳定输出 LIN1 25 LIN1总线 DLIN 26 LIN终端电阻器连接 LIN2 27 LIN2总线
WBIAS 28 外部唤醒偏置晶体管控制脚
VEXCC 29 外部PNP型晶体管电流测量;这个脚连接外部PNP型晶体管的集电极 TEST2 30 测试针,连接到地
VEXCTRL 31 外部PNP晶体管控制脚;这个脚连接到外部的PNP晶体管的基极 为更好的散热,底面的散热焊盘可至地或悬空。

6.功能描述
JA1078A结合高速的功能CAN收发器,2LIN收发器,两个电压调节器和一个看门狗构(UJA1078A / xx / WD版本 单一的专用芯片。它处理ECU的上电掉电并确保系统的可靠性。SBC可用总线唤醒激活,循环唤醒和外部开关激活。此外,它提供了一个周期性的脉冲控制信号测试唤醒开关,即使在待机模式唤醒开关关闭时也允许低电流操作。所有收发器被优化成高度灵活的总线拓扑结构。尤其是优化了高速CAN收发器,可以减少振铃(总线反射


V1,主要的电压调节器,设计给ECU的单片机及它的外围设备和额外的外部收发器供电。可以添加一个外部PNP型晶体管 提高热量分布。

V2供应集成高速CAN收发器。
看门狗的时钟直接由片上振荡器,可以在窗口,超时和关闭模式操作。
6.1系统控制 6.1.1介绍

系统控制器管理寄存器配置和控制SBC的内部功能。详细的设备状态信息被收集和提供给微控制器。系统控制器还提供复位和中断信号。系统控制器是一个状态机。SBC的操作模式,以及模式间如何转换由下图说明。这些模式的更多细节在以下部分中讨论。
模式转换框图



6.1.2关模式 6.1.3 待机模式 6.1.4 正常模式 6.1.5睡眠模式 6.1.6过温模式
当温度超过超温保护激活阈值Tth(actotp,SBC将从正常模式或待机模式时进入过温模式。
在过温模式下,电压调节器总是关闭和总线系统在高阻状态。当SBC进入过温模式,RSTN脚变低,软备件控制位LHC置位,软备件脚变低。
SBC退出过温模式前,芯片的温度必须降至迟滞水平,低于过温关闭阈值。在退出过温模式后,会进入待机模,系统产生复位(复位脉冲宽度tw(rst,长或短)


6.2SPI 6.2.1介绍
串行外围接口(SPI提供的通信链路给单片机,支持多从机操作。全双工的SPI配置数据传输,当新的控制数据转移时返回状态信息。接口还提供只读访问选项,允许寄存器被应用程序读回,且不改变寄存器内容。 SPI使用四个接口同步和数据传输信号: SCSN:SPI芯片选择;低激活 SCK:SPI时钟;鉴于低功耗概念默认低 SDI:SPI数据输入
SDO:SPI数据输出;SCSN高时浮空
位采样在时钟下降沿时执行,在时钟上升沿完成数据转移。 6.2.2寄存器映射
信息的头3bits 定义地址。第4bitRO)定义选择寄存器是为读写还是只读。




6.2.3 WD_and_Status register

符号


描述
15:13
A2, A1, A0
R
000 寄存器地址
12 RO R/W
0 读写状态 0:R/W 1:R 看门狗模式控制
0:正常模式:看门狗在窗口模式;待机模式:看门狗在超时模式
1:正常模式:看门狗在超时模式;待机模式:看门狗在关模式 标称的看门狗时间 000: 8 ms 001: 16 ms 010: 32 ms 011: 64 ms 100: 128 ms 101: 256 ms 110: 1024 ms 111: 4096 ms 看门狗关状态/软件复位
0: WDOFF =0; 看门狗模式由WMC决定
1: WDOFF =1; 看门狗禁止,导致软件复位 V1状态
0:V1输出电压大于90%低压恢复阈值Vuvr 1:V1输出电压小于90%低压侦测阈值Vuvd V2状态
0:V2输出电压大于低压解除阈值Vuvr 1:V2输出电压小于低压侦测阈值Vuvd 11 WMC R/W 0 10:08 NWP R/W 100 7 WOS/SWR R/W - 6 V1S R - 5 V2S R -
4 WLS1 R - 唤醒1状态
0:WAKE1输入电压低于开关阈值Vth(sw 1:WAKE1输入电压大于开关阈值Vth(sw 唤醒2状态
0:WAKE2输入电压低于开关阈值Vth(sw 1:WAKE2输入电压大于开关阈值Vth(sw
3 WLS2 R - 2:0 预留 R - 6.2.4 Mode_Control register

符号

001
描述
15:13
A2, A1, A0
R 寄存器地址
12 RO R/W 0 读写状态 0:R/W 1:R 模式控制 00:待机模式 01:睡眠模式
10:正常模式,V2 11:正常模式,V2
坡行回家警告控制 0:无坡行回家警告
1:坡行回家警告设置,下次复位将激活坡行输出 坡行回家控制 0:LIMP脚浮空 1:LIMP脚至低
使能控制 0:EN脚至低
1:在正常模式EN脚为高
11:10 MC R/W 00
9 LHWC R/W 1 8 LHC R/W 0 7 ENC R 0
6 LSC R 0 LIN速率控制
0:正常速率,20 kbit/s 1:缓慢速率,10.4 kbit/s 唤醒偏置控制
0:f WSEn=0WBIAS悬空,当WSEn=1时,16ms样率
1:f WSEn=0WBIAS低,当WSEn=1时,64ms采样
电源分配控制
0:设置V1阈值电流,负载电流=85mA激活外部PNP管;负载电流<50mA 停止外部PNP管;
1:设置V1阈值电流,负载电流=50mA激活外部PNP管;负载电流<15mA停止外部PNP管;

5 WBC R 0 4 PDC R 0 3:0 预留 R 0 6.2.5 Int_Control register

符号 读写

描述
15:13
A2, A1, A0
R 010
寄存器地址
12 RO R/W 0 读写状态 0:R/W 1:R V1欠压中断
0:不请求V1欠压警告中断 1:请求V1欠压警告中断 V2欠压中断
0:不请求V2欠压警告中断 1:请求V2欠压警告中断 LIN1待机控制
0:SBC在正常模式(MC = 1x: 11 V1UIE R/W 00
10 V2UIE R/W 0 9 STBCL1 R/W 0
LIN1在激活模式,唤醒标志(在RXDL1可见)清除,不管VBAT值。
SBC在待机/睡眠模式(MC = 0x: LIN1关,总线唤醒侦测禁止。LIN1唤醒中断不被请求。
1:LIN1在低功耗模式,且带总线侦测使能,不管SBC模式(MC = xx.LIN1唤醒中断被请求。 LIN2待机控制
0:SBC在正常模式(MC = 1x: LIN2在激活模式,唤醒标志(在RXDL2可见)清除,不管VBAT值。
SBC在待机/睡眠模式(MC = 0x: LIN2关,总线唤醒侦测禁止。LIN2唤醒中断不被请求。
1:LIN2在低功耗模式,且带总线侦测使能,不管SBC模式(MC = xx.LIN2唤醒中断被请求。 唤醒中断1控制
00: wake-up interrupt 1禁止
01: wake-up interrupt 1 在上升沿 10: wake-up interrupt 1 在下降沿
11: wake-up interrupt 1 在上升下降沿 唤醒中断2控制
00: wake-up interrupt 2 禁止
5:4,
WIC2
R/W 00
01: wake-up interrupt 2在上升沿 10: wake-up interrupt 2 在下降沿 11: wake-up interrupt 2 在上升下降沿
8 STBCL2 R/W 0 7:6, WIC1 R/W 00
3 STBCC R/W 0 CAN待机控制
0:SBC在正常模式(MC = 1x: CAN处于激活模式,唤醒标志(在RXDC可见)清除,不管V2
SBC在待机/睡眠模式(MC = 0x: CAN关,总线唤醒侦测禁止。CAN唤醒中断不被请求。
1:CAN在低功耗模式,且带总线侦测使能,不管SBC模式(MC = xx.CAN唤醒中断被请求。

2 RTHC R/W 0 复位阈值控制
0:设置复位阈值Vuvd=90%V1 1:设置复位阈值Vuvd=70%V1 WAKE1采样使能 0:连续采样
1:WAKE1的采样与WBIAS(采样率由WBC控制)同步 WAKE2采样使能 0:连续采样
1:WAKE2的采样与WBIAS(采样率由WBC控制)同步
1 WSE1 R/W 0 0 WSE2 R/W 0
6.2.6 Int_Status register
符号
读写
上电缺醒
描述
15:1 A2, A1, A0R
011 寄存器地址
12 RO R/W 0 读写状态 0:R/W 1:R V1欠压中断
0:V1欠压警告中断挂起 1:V1欠压警告中断挂起 V2欠压中断
0:V2欠压警告中断挂起 1:V2欠压警告中断挂起 LIN1唤醒中断
0:LIN1唤醒中断 1:LIN1唤醒中断 LIN2唤醒中断
0:LIN2唤醒中断 1:LIN2唤醒中断
11 V1UI R/W 00 10 V2UI R/W 0 9 LWI1 R/W 0 8 LWI2 R/W 0
7 CI R/W 0 循环中断 0:无循环中断 1:循环中断 唤醒中断1 0:无唤醒中断1 1:唤醒中断1 电源状态中断
0:无电源状态中断 1:电源状态中断 唤醒中断2 0:无唤醒中断2 1:唤醒中断2 CAN线唤醒中断
0:CAN线唤醒中断 1:CAN线唤醒中断
6 WI1 R/W 0 5 POSI R/W 1 4 WI2 R/W 0 3 CWI R/W 0 2:0, 预留 R 000

6.3片内振荡器
片内振荡器提供时序参考给芯片上的看门狗和内部定时器。片内振荡器有一个内部连接至VBAT的电源供电,独立于V1 / V2

6.4看门狗(UJA1078A / xx / WD版本 6.5系统复位
下面的事件将导致SBC复位:
V1欠压(复位脉冲长度选择通过在RSTN外部上拉电阻 外部复位(迫使RSTN •看门狗溢出(窗口模式 •看门狗溢出与CI等待超时状态 •看门狗在窗口模式下触发过早 •在正常模式WMC值发生了改变 WDOFF脚状态发生了变化
SBC进入睡眠模式(MC 01,同时INTN脚拉低 SBC进入睡眠模式(MC 01
STBCC = STBCL1 = STBCL2 = WIC1 = WIC2 = 0 SBC进入睡眠模式(MC 01,同时唤醒等待 •软件复位(SWR = 1
SBC离开Overtemp模式(复位脉冲长度选择通过外部RSTN的上拉电阻 在超时状态下,如果CI不是悬而未决,则看门狗溢出请求一个CI

UJA1078A提供三个信号处理复位事件。
RSTN脚输入/输出执行全局ECU系统复位或强迫一个 外部复位
EN,自动防故障全局使能输出 •跛行脚,自动防故障装置跛行回家输出

6.5.1 RSTN
若双向RSTN脚被MCU或外部复位拉低至tfltr,系统复位触发。 当系统内部复位触发时,复位脉冲输出在RSTN脚。
若系统复位由V1欠压生成事件或SBC停止(VBAT > Vth(detpon或过温(温度模式,复位脉冲宽度(tw(rst是可选择(短或长。一个简短的复位脉冲 被选通过连接在RSTNV1脚之间的900Ω±10 %电阻。若电阻没有连接,则复位信号将长。 在另外的情况,如看门狗相关复位事件,复位脉冲长度是短的。

6.5.2EN输出
EN脚可以用来控制外部硬件,如功率组件,或作为一个通用的输出时系统运行正常。
在正常和备用模式,单片机可以通过SPI接口设置EN控制位(比特ENC Mode_Control寄存器EN将高,当 ENC = 1MC = 1011。重置事件将导致EN脚低。EN脚行为如图5所示。

6.5.3跛行输出
ECU失败事件中,跛行脚可以用来使能所谓的“跛行回家”硬件的事件。
可检测故障条件包括SBC超温事件,看门狗服务丢、RSTNV1箝位至低,用户发起的或外部复位事件。 LIMP脚是与电池相关的,低激活,开漏输出
系统复位将导致设置跛行回家警告控制位(比特LHWCMode_Control——reg设置。

UJA107xA 中文Datasheet

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