泰矽微極簡外圍電路汽車氛圍燈參考設計

泰矽微自2023年6月首次發布汽車氛圍燈SoC芯片TCPL01x以來，以其高可靠性、高性價比、極簡外圍電路和易用的生態，作為真正意義上的全國產車規氛圍燈芯片受到市場高度關注，目前已獲得多個車廠定點項目。隨著汽車氛圍燈持續顯著的需求增長，越來越多的零部件廠商將氛圍燈產品納入業務范圍。為了便于相關零部件廠商更為便捷的產品開發和批量生產，泰矽微基于TCPL01x系列氛圍燈芯片開發出了可通過所有車廠EMC及環境測試等相關標準的完整參考設計和交鑰匙解決方案，并開放完整設計源文件及快速的技術支持與服務，確?？蛻糁灰谔┪⒎桨高M行產品開發，都可順利完成設計，實現量產，以及，更為關鍵的，推進氛圍燈芯片全面國產化替代，打破現有市場供應格局，有效減少同類進口芯片數量和供應緊張情況，避免供應壟斷，全面實行平價銷售，助力“凡車皆氛圍”的目標。

01硬件方案介紹

下圖為基于泰矽微TCPL01x的參考原理圖，適配合適的外圍器件參數，可通過各車企的電磁兼容規范EMC、電特性測試標準。在電特性方面，已在第三方實驗室通過基于IS0 16750-2012標準、以及7637-2/3-2011標準的相關測試。

得益于泰矽微TCPL01x芯片優異的ESD/EMC性能，基于HBM模型，芯片電源管腳可直接承受4KV、LIN通信端口可直接承受8KV以上的抗靜電能力。在成本優先考慮的情況下，硬件設計上，電源端口可以省去TVS管、LIN通信端口可以省去ESD防護二極管，可有效實現降本。整體外圍電路器件數量低至5顆，全面超越所有同類產品。在面積和成本都極度受限的氛圍燈燈頭應用中，泰矽微的解決方案無疑具有絕佳的優勢，樹立了行業的天花板。

針對氛圍燈應用，泰矽微可提供包括評估板和參考設計單板在內的兩種板卡供客戶申請使用。也同時提供所有硬件設計源文件和配套應用文檔介紹。

02軟件方案介紹

泰矽微提供完整的開源SDK供用戶使用，包括如下內容：

底層驅動層，包含TCPL01x的所有外設驅動代碼。

中間件層，包含LIN協議棧（支持3級診斷），LIN UDS，顏色合成，以及顏色額溫度補償實現。

應用層，包含bootloader和應用控制邏輯兩部分，通過bootloader，用戶可以通過LIN接口實現最高115Kbps的高速升級。

在調光調色方面，RGB光源常見的混光方式是參照RGB三色的頂點色坐標作為基準，根據目標顏色進行計算，得到該顏色的PWM值。表達顏色的方式有很多種，常用的幾種方式有CIE XYZ，CIE 1931 Yxy，CIE 1976 Lu’v’，RGBL等。泰矽微提供完整的軟件接口支持開發者實現多樣化的點亮方式，以上幾種顏色表達方式均可支持。

LED燈珠特性決定了溫度變化對發光亮度有較大影響，從而導致同一參數配置下的顏色或者亮度會隨著溫度變化而發生變化。為此，泰矽微提供了全自主開發的溫度補償算法，實時補償和調整目標顏色的PWM配比，使之對外保持恒定的光色一致性。憑借TCPL01X出色的ADC性能，可將溫度檢測精度控制在2攝氏度左右。因此，無論是采用進口品牌還是國內品牌的RGB燈珠，都能夠通過該溫補算法將燈珠的特性發揮到最佳狀態，全溫范圍內的顏色偏差都可控制在0.5%以內。

為了更為便捷的開發調試，泰矽微開發了功能強大的PC端上位機軟件。該上位機軟件支持CIE 1931色品圖和CIE 1976色品圖點亮，以及完整的產線校準命令和LIN升級固件的功能。提供完整的3C和3D命令供第三方產線校準工具集成，目前已有多家產線校準和量產燒錄工具實現對TCPL01x的支持。

03EMC測試介紹

泰矽微秉承產品EMC性能是設計出來的，而非整改出來的理念，在解決方案硬件設計之初，根據泰矽微芯片的工作機理，結合EMC設計規律和法則，以及產品所需通過的車企電磁兼容規范，為客戶產品在電路原理設計、PCB設計等方面提供專業的EMC建議，重塑產品EMC特性，使得產品獲得良好的EMC設計，進而達到事半功倍的效果，大大縮短解決產品EMC問題所花費的時間與金錢，實現項目快速落地。 目前已通過大眾汽車VOLKSWAGEN TL81000：2021-06 《Electromagnetic Compatibility of Electronic Components for Motor Vehicles》測試標準中的相關測試要求，并以最高等級的要求通過每項EMC測試。以下內容基于大眾相關標準進行介紹。

測試項以及測試標準如下表所示：

BCI，其原理是BCI信號發生器通過利用電流探頭將射頻干擾信號耦合注入到零部件的線束上，然后射頻干擾通過線束傳導至汽車電子零部件上。

BCI的測試頻段在1MHz到400MHz。測試方式有CBCI（共模大電流注入）和DBCI（差模大電流注入）兩種，兩者之間的區別在于射頻干擾信號是否耦合注入到KL31線束上，若射頻干擾耦合注入到KL31線束為CBCI方式，否則為DBCI方式。BCI的射頻干擾信號模式包括兩種調制模式的波形，分別是連續波CW模式，另一種為頻率為1kHz、調制幅度為80%的調制波AM模式。在大眾TL81000標準中，在被測電子部件距離電流探頭150mm、450mm以及750mm處，均需通過CBCI和DBCI兩種測試，射頻干擾信號包括CW模式和AM模式。

CBCI測試方式如下圖所示：

DBCI測試方式如下圖所示：

眾所周知，汽車電子零部件電磁兼容EMC測試中，BCI測試項是最難通過的。

大眾汽車VOLKSWAGEN TL81000：2021-06 《Electromagnetic Compatibility of Electronic Components for Motor Vehicles》測試標準中的有關BCI測試要求較為嚴苛。因為該測試要求施加的射頻干擾信號強度很強、不同距離測試的模式很全面、測試頻點密集，并且要求在施加射頻干擾信號過程中被測電子部件不能出現誤操作的現象，且撤銷射頻干擾信號后被測電子部件能正常操作。

泰矽微TCPL01x氛圍燈方案在BCI測試項上，基于大眾汽車VOLKSWAGEN TL81000：2021-06 《Electromagnetic Compatibility of Electronic Components for Motor Vehicles》測試標準的同時，將全頻段BCI注入電流提升到上限200mA進行測試，測試結果依舊以最高等級要求通過測試。

值得一提的是，在全距離、全頻段、全模式的測試中，LIN通信無任何報錯數據幀出現，其性能遠優于同類產品。

下列波形數據為部分關鍵頻段CE測試數據：

泰矽微提供的氛圍燈TCPL01x方案，經過嚴苛的電特性測試、EMC測試、功能測試、環境測試，在芯片、硬件、軟件等方面已經形成了一個完善、可靠、系統的氛圍燈解決方案。已在第三方實驗室順利通過眾多主機廠的電子零部件的電磁兼容EMC測試標準，比如大眾汽車的TL81000標準、通用的GMW3097、吉利的QJLY J7110779E標準、比亞迪的Q/BYDQ-A1901.706.3-2020標準、極氪的Q-JKR J110010-2022、蔚來的NEV-STD-EE-0007標準，豐田標準等等。

04

泰矽微氛圍燈芯片及解決方案優勢

極強的EMC性能，是與其他同類產品非常顯著的差異之一，泰矽微一直堅守EMC性能是設計出來的，不是整改出來的基本原則，將EMC性能作為基礎要求融入芯片定義，并在設計階段進行針對性優化。從而在實際應用中，采用泰矽微氛圍燈芯片所開發的產品可輕松通過所有車廠各種嚴苛的EMC測試指標，且更為極致的是測試全程LIN通信無任何報錯數據幀出現。

優越的EMC性能也帶來了系統設計的便利性，僅需極簡的外圍電路，與同類同性質芯片比，外圍器件可節省相當于芯片價格8%以上的成本，在氛圍燈全產業鏈競爭日益加劇的趨勢下，成本優勢極為明顯。

泰矽微氛圍燈芯片管腳兼容同類進口芯片，可提供小至3mmx3mm的封裝尺寸，配合極簡外圍電路，可實現超小尺寸的燈頭設計，適用性非常廣泛。

恰當的產品定義和適中的片上資源和封裝定義，既滿足所有同類應用需求，又不無謂浪費晶圓和封裝成本，64KB Flash是當下可滿足所有應用需求最為適合的空間尺寸，32KFlash因不滿足絕大部分車廠對存儲資源利用率上限要求和OTA升級需求，將逐漸被市場所淘汰。

隨著氛圍燈在車內越發普及的應用，與人機交互實現融合逐漸成為發展趨勢，借助泰矽微的另一個已發展成為國產龍頭的系列產品---車規觸控芯片，泰矽微可提供融合氛圍燈和觸控交互一體化的解決方案，整體方案的完整性和高性價比優勢非常明顯。泰矽微是目前全球范圍內為數極少的可提供此類完整解決方案的半導體廠商。

05總結

汽車從純粹的交通工具向“第三空間”轉化的過程必然會伴隨人機交互的快速進化與發展，這個趨勢與泰矽微所專注的人機交互底層芯片及解決方案的發展主線完全一致。泰矽微將持續發力并繼續加大在汽車人機交互技術方面的投入，在傳感和執行兩大維度不斷挖掘與拓展產品深度與廣度，并確保產品線之間的關聯性與協同性，通過產品矩陣及彼此融合的整體解決方案賦能汽車人機交互的大發展。

泰矽微已開放樣片，評估板，參考設計demo板及相關設計源文件與文檔申請通道，請發送郵件至：sales@tinychip.com.cn詳情咨詢。

【關于泰矽微】

上海泰矽微電子有限公司2019年成立于上海張江，是一家中國領先的高性能專用MCU芯片供應商。公司專注于各類高性能模數混合芯片研發，產品覆蓋汽車、醫療、工業及消費等多個領域，并在相關應用領域獲得眾多頭部客戶的認可和產品導入。公司目前已獲得高新技術企業認證及專精特新中小企業稱號。

泰矽微在車規芯片方面進行了深度布局，已成功通過車規功能安全ISO26262 ASIL-D體系認證及ISO9001質量體系認證，多款產品獲得AEC-Q100車規芯片認證，累計獲得數十項發明專利。目前已形成六大產品系列，包括信號鏈、電池管理、電源管理、車規觸控、車載照明系統及馬達驅動控制，形成了矩陣式產品陣容。

泰矽微始終堅持做創新且符合市場需求的產品，打造好的產品，簡單易用的生態，穩定成熟的垂直解決方案，力爭成為中國半導體發展的中流砥柱和進軍國際半導體市場的中堅力量。