该参考设计演示了下一代区域控制模块的主要功能，包括配电、负载驱动和车载网络。该设计的亮点包括符合功能安全标准的 PMIC 和微控制器 (MCU) 设计、具有理想二极管控制器的冗余电源管理以及用于安全配电的智能电子保险丝。该设计还具有区域控制模块中预期的负载驱动的各种选项，例如高侧驱动器、电机驱动器、可配置驱动器和 D 类音频放大器。该区域参考设计展示了各种通信协议（如以太网、CAN 和 LIN），并推动了汽车网络技术的新兴趋势，例如以太网 AVB、10BASE-T1S 和 CAN FD Light。

• 具有集成以太网交换机的 MCU，可通过实现以下硬件协议来优化以太网环形拓扑：
  • 802.1Qav、802.1Qbv、802.1cb（部分）、
    1588 TE 和 802.1Q ALE
• 带有以太网 PHY 硬件时间戳和集成媒体时钟调整的 AVB 以太网音频支持
• 具有系统跛行回家模式 (LHM) 功能的 ASIL D 级 MCU 和 PMIC
• 具有从以太网、CAN、LIN、智能电子保险丝和 MSDI 非板载开关输入唤醒的低功耗模式
• 优化的微控制器 GPIO：
  • 智能电子保险丝和电机驱动器的 SPI 菊花链
  • SPI 和 I2C IO 扩展器

• 区域控制模块

汽车 OEM 正朝着基于区域的架构发展，其中控制模块基于车辆内的位置，并且软件集中化。这可实现无线更新、更轻松地收集车辆数据、节省设计和制造成本以及开辟新的潜在收入来源。有关更多信息，请参阅软件定义车辆加速推进汽车电子技术的未来发展 和区域架构如何为完全由软件定义的车辆铺平道路 应用简报。该参考设计展示了区域控制模块内的各种子系统，例如输入电源保护和分配、负载驱动器、通信和 IO 管理。

该设计采用冗余 12V 输入，这些输入与理想二极管控制器进行或运算，以生成一个 12V 常开电源轨和另一个用于负载断开的 12V 电源轨。12V 常开电源轨用于为 PMIC、MCU、智能电子保险丝、CAN、LIN、ETH 和常开 3.3V LDO 供电。12V 负载断开电源轨为不需要常开运行的负载驱动器（如高侧开关、电机驱动器和 D 类音频放大器）供电。此外，该设计还展示了具有可配置过流保护和可编程熔断器曲线的智能电子保险丝，可针对任何负载曲线优化线束，并提供全面保护。

该区域参考设计展示了在典型区域控制模块中常见的多种类型的负载驱动器，包括高侧驱动器、电机驱动器以及可配置的高侧或低侧驱动器，用于驱动各种执行器，例如电机、风扇、泵、阀门、照明和加热元件。该设计展示了具有高精度电流检测和输出诊断功能的高侧开关和控制器，例如过载和短路保护、欠压锁定 (UVLO) 保护、热关断恢复、接地损耗保护和电池反向保护。TI 的电机驱动器提供电压监测和负载诊断以及过流和过热保护。此外，该设计还采用 D 类音频放大器来演示区域音频。

在区域架构中可以使用各种类型的网络协议，并且该设计通过提供 1000BASE-T1、100BASE-T1、10BASE-T1S、CAN FD、CAN FD Light 和 LIN 来提供多功能性。该电路板具有两个连接器，带有 RGMII 以及高速以太网所需的额外 IO，用以支持以太网环形拓扑和以太网 AVB。这些连接器允许连接子卡以测试各种 PHY。有一个用于 10BASE-T1S 卡的附加子卡连接器。该设计具有三个 CAN FD 收发器，可提供四个端口，并可选择 2 个 UART over CAN。该设计还具有一个 CAN FD Light 控制器，数据速率为 5Mbps。最后，该设计具有两个 LIN 收发器，总共 5 个端口。

转向区域架构会增加单个电路板上的负载驱动器数量，因此需要更多的 GPIO。该设计使用 I2C 和 SPI IO 扩展器和多路复用器来提供额外的 IO。该电路板还提供一个 24 引脚多开关检测接口 (MSDI)，用于在 MCU 断电时进行自主输入和输出监控。最后，该电路板利用可编程逻辑器件将逻辑功能集成到单个封装中，从而减少整体逻辑占用空间。

有关该参考设计的大量详细信息，包括原理图、BOM、Altium 文件、测试数据等，请申请访问安全资源 文件夹。