ECU

半導體製造商羅姆(ROHM)研發出符合汽車電子產品可靠性標準AEC-Q1011，尺寸僅為1.0mm×1.0mm的小型MOSFET「RV8C010UN」「RV8L002SN」「BSS84X」。 新產品採用ROHM獨創的Wettable Flank成型技術2，以1.0mm×1.0mm的小尺寸，確保了封裝側面電極部分的高度可達125μm。在要求高品質的車電應用上，安裝重要元件後會進行自動光學檢查(以下簡稱AOI3)，打造出了非常出色的焊接可靠性。此外，通常小型化和高散熱性之間存在著取捨(Trade-off)關係，而採用底部電極結構的新封裝同時兼顧了兩者，因此非常適用於電路板有高密度需求的車電ECU和先進駕駛輔助系統(ADAS)等相關應用。 近年來，隨著汽車電子化加速，汽車中使用的電子元件和半導體元件數量也呈現增加趨勢。因此，必須要在有限的空間裡安裝更多元件，使安裝密度也能夠越來越高。例如1個車電ECU中的半導體和積層陶瓷電容的平均使用數量，預計將從2019年的186個，增加約三成至2025年的230個。為了滿足安裝密度越來越高的車電應用需求，市場對於元件體積的要求也越來越高，因此能夠兼顧小型化和高散熱性的底部電極封裝產品逐漸受到青睞。 另一方面，為了確保車電元件的可靠性，雖然安裝元件後會進行AOI，但由於底部電極封裝只在底部有電極，故無法仔細確認焊接狀態，要進行符合車電標準的AOI會有一定難度。

汽車電氣化近年發展迅速，包括電動化與自動駕駛、輔助駕駛系統，都將導入更多半導體電子零組件，汽車電子模組與汽車系統變得越來越複雜，汽車ECU安裝量急劇增加，數量可能超過100個，對於汽車製造商、客戶、設計人員來說，開發新電子模組和新ECU的複雜程度大幅提升。ECU身為管理這些系統的「微電腦」，意法半導體積極整合開發工具、環境，希望協助汽車廠商以更快的速度、更經濟的方式，將更安全、更環保、更智慧的汽車導入市場 。 AutoDevKit具有完整的軟硬體支援 在每個ECU和模組內部都有多種技術，意味著在單個模組中整合多個功能，以及多個感測器和致動器；然後，設計人員還要開發軟體，以便收集資料資訊，啟動模組功能，從軟體角度來看，設計人員的另一負擔是軟體複雜程度不斷提升甚至高於飛機，因此，預計新應用開發70%的研發時間/成本都被軟體研發所占用。為此，ST汽車和離散元件產品部大眾市場業務拓展負責人暨公司策略辦公室成員Giovanni Luca Sarica指出，該公司決定推出AutoDevKit汽車專用開發環境平台，協助簡化相關開發工作。 Luca強調，意法半導體的AutoDevKit生態系統導入一個新的高效功能開發工具組提供原型開發，取代傳統的製作方式，並支援標準化和重複設計。概念上，採用類似於搭積木的方法，將預設模組組裝到應用專案中，AutoDevKit為客戶和設計人員開發、組裝新汽車電子模組提供簡化的軟體發展環境，逐步引導設計人員完成新模組的軟體研發，相較於傳統的開發方式，高達數個月的開發工作，在使用AutoDevKit之後，可能在數小時之內就能夠在實際環境開始測試特定應用。 AutoDevKit多樣化的硬體參考設計 在傳統的設計方法中，設計人員先取得新模組的技術規格，然後根據規格選擇所需的元件。在完成這兩個程序後，設計人員下載技術文件，研究如何使用所選的元件，這個過程可能需要幾天甚至幾周的時間。只有這些基本步驟都完成後，才能開始硬體設計。Luca說，AutoDevKit軟體開發環境將逐步引導設計人員將所收到的硬體組裝起來，客戶收到的每種硬體和模組在AutoDevKit軟體開發環境中都有對應的應用程式設計介面API，這意味著客製化的軟體開發變得非常簡單，可以像用黑盒子一樣用每個模組。編寫程式碼時可以使用特定的高階功能，以確保實際測試順利進行，這種新方法大幅減少了創建新應用所需的時間。 意法半導體汽車和離散元件產品部大眾市場業務拓展應用經理Max Vizzini補充，以主動頭燈轉向照明系統為例，透過AutoDevKit，這個應用實際上只需要2~3周的時間就可以開發出來，如果使用傳統方法開發，必須為每種功能都需要開發硬體電路板和專用驅動軟體，這個過程要花費4到6個月的時間。這種開發方法還有一個好處，一旦原型和程式碼都完成了，就可以從原型中匯出一個已在所有元件上進行驗證的軟體。 AutoDevKit的快速原型開發特性有助於簡化車用軟硬體開發 AutoDevKit資料庫為免費軟體環境，讓使用者可以從意法半導體的汽車產品組合中，選擇微控制器和功能板，以設計汽車解決方案原型。Luca說明，從硬體的角度來看，AutoDevKit提供了大量的模組，其中包括功能板和MCU板，這些板子是客戶可以在網上直接訂購，同時會收到在實驗室評估這些產品所需的全部材料，以節省常規研發中產品測試所需之元件研究、電路板開發時間。在選擇完AutoDevKit元件後，軟體將引導使用者連接電路板、產生程式碼，編譯並下載韌體，最後還有原型測試和除錯功能。提供簡單使用的應用程式介面(Application-Program Interface, API)，以便連接並控制所支援的每個功能板。 AutoDevKit資料庫外掛程式和硬體開發工具，其中硬體開發套件包括針對汽車應用需求優化的AEK MCU探索板和功能板，以及AEKD系統解決方案展示板。Luca解釋，汽車電子設計師承受著縮短研發週期的壓力，迅速提出切實可行的概念驗證至關重要，AutoDevKit生態系統讓使用者可以集中心力在系統功能，無需開發裝置驅動程式等底層軟體，相較傳統原型開發減少了幾數個月的時間。 AEK探索板用於評估某一特定車用微控制器，功能板則有助於快速實現各種功能，例如，馬達控制、LED照明、電源管理、音訊和通訊連網。評估板和探索板均提供專用的API，其用於控制和連接電路板，這些工具都不需要深入瞭解所用的半導體元件或規格書。AEKD系統解決方案展示器讓使用者可以直接查看預裝系統展示板，以及板子套件和非電子硬體元件。 AutoDevKit整合在SPC5 Studio軟體開發環境內，為這款IDE平台增加了微控制器腳位自動分配，以及將多個功能板連到微控制器的視圖編輯器功能。同樣，AutoDevKit API與SPC5 Studio底層驅動程式整合，提供可在不同微控制器平台之間輕鬆移植的代碼。 AutoDevKit是一款汽車及交通工具專用開發環境，使用該套件可以輕鬆地評估ST的產品，加速客戶開發系統原型，快速打造新的車用解決方案；AutoDevKit可以大幅縮短開發時間，減少原型設計工作量和成本，加速產品上市時間；而其一系列隨插即用的原型設計，也進一步簡化了客戶評估流程；AutoDevKit的彈性化架構，可根據客戶需求客製現有套件。

東芝(Toshiba)推出閘極驅動器開關IPD TPD7107F。該產品用於控制接線盒和車身控制模組等車載電子控制單元(ECU)的供電電流的通斷，並計畫於即日起出貨。 透過結合東芝的汽車級低導通電阻N溝道MOSFET，TPD7107F可以形成負載電流的高側開關。作為一種電子開關，這款新型IPD能夠避免機械繼電器的觸頭磨損，有助於縮小車載ECU的尺寸並降低功耗，同時還提供免維護功能。 透過提供增強功能(自我保護功能和輸出到微控制器的各種內建診斷功能)以支援車載ECU所需的高可靠性，新款IPD能夠監控負載作業和與其連接的MOSFET。當作業發生異常時，它能迅速中斷MOSFET，以減少MOSFET上的負載。 TPD7107F採用WSON10A封裝，並且內建升壓電路，因此可減少電容器等週邊元件的使用。新款IPD在待機狀態下的耗電量低至3μA(最大值)。 應用： 車用設備 ECU(車身控制模組、接線盒等) 配電模組 半導體繼電器

透過總結上個世紀的經驗，汽車製造商對會干擾運作、造成損壞的電子狀況和瞬變進行分類。國際標準組織(ISO)對業界知識進行編譯，並制定出適用於道路車輛的ISO 16750-2和ISO 7367-2規範。汽車電子控制單元(ECU)使用的電源至少應該能夠承受這些狀況，且不造成損壞。至於關鍵系統，則必須保持功能性和容差。這需要電源透過瞬變調節輸出電壓，以保持ECU運作。在理想的情況下，完整的電源解決方案毋需使用保險絲，而可以最大限度地降低功耗，且採用低靜態電流，在不耗盡電池電量的情況下保持支援系統開啟。 ISO 16750-2合併多方案解決汽車電子系統挑戰 在最近的反覆運算中，ISO 7367-2電磁相容規範主要介紹來自相對較高的阻抗源(2Ω至50Ω)的大幅度(>100V)、短時持續(150ns至2ms)瞬變。這些電壓峰值通常可以使用被動元件消除。圖1顯示定義的ISO 7367-2脈衝1，以及增加的330μF旁路電容。電容將尖峰幅度從-150V降低至-16V，完全在反向電池保護電路支援的範圍內。ISO 7367-2脈衝2a、3a和3b的能耗遠低於脈衝1，所需的抑制電容也更少。 圖1　ISO 7367-2：具備和不具備330μF旁路電容的脈衝1 ISO 16750-2主要介紹來自低阻抗源的長脈衝。這些瞬變無法輕鬆過濾，通常需要使用基於穩壓器的主動式解決方案。一些更具挑戰性的測試包括：負載突降(測試4.6.4)、電池反接(測試4.7)、疊加交變電壓測試(測試4.4)，以及引擎啟動工況(測試4.6.3)。圖2顯示了這些測試脈衝的視圖。ISO 16750-2中所示條件的差異性，加上ECU對電壓和電流的要求，通常需要合併使用這些方案，以滿足所有要求。 圖2　更嚴格的ISO 16750-2測試概述 TVS/降壓穩壓器慎防負載突降 負載突降(Load Dump)(ISO 16750-2：測試4.6.4)屬於嚴重的瞬態過壓，其模擬電池斷開，但交流發電機提供大量電流的情況。負載突降期間的峰值電壓被分為受抑制電壓或未受抑制電壓，由三相交流發電機的輸出是否使用雪崩二極體來決定。受抑制的負載突降脈衝限制在35V，不受抑制的脈衝峰值範圍則為79V至101V。無論是處於哪種情況，因為交流發電器定子繞組中儲存了大量的電磁能量，所以可能需要400ms進行恢復。雖然大部分汽車製造商使用雪崩二極體，但隨著人們對可靠性的要求不斷增高，使得一些製造商要求ECU的峰值負載突降電壓必須接近未受抑制情況下的電壓。 解決負載突降問題的方法之一，就是添加瞬變電壓抑制器(TVS)二極體，從局部箝位ECU電源。更精小、容差更嚴格的方法則是使用主動湧浪抑制器，例如LTC4364，該抑制器以線性方式控制串接的N通道MOSFET，將最大輸出電壓箝位至使用者配置的水準(例如27V)。湧浪抑制器可以幫助斷開輸出，支援可配置限流值和欠壓鎖定，且可使用背靠背NFET提供通常需要的反向電池保護。 對於線性穩壓功率元件，例如湧浪抑制器來說，其所存在的隱患在於，在負載突降期間限制輸出電壓，或者在短路輸出期間限制電流時，N通道MOSFET可能功耗較大。功率MOSFET的安全工作區域(SOA)限制最終會限制湧浪抑制器能夠提供的最大電流。它還提出了在N通道MOSFET必須關閉，以避免造成損壞之前，必須保持穩壓的時長限制(通常使用可配置計時器針腳設置)。這些SOA導致的限制隨著工作電壓升高變得更加嚴重，而增加了湧浪抑制器在24V和48V系統中使用的難度。 更具擴展性的方法是使用降壓穩壓器，該穩壓器可在42V輸入下運作。切換開關穩壓器與線性穩壓器不同，其並無MOSFET SOA限制，但顯然它更加複雜。降壓穩壓器的效率支援實施大電流操作，其頂部切換開關則允許輸出斷開，並支援電流限制。至於降壓穩壓器靜態電流問題，已由最新一代元件解決，這些元件僅消耗幾微安培電流，在無負載條件下也能保持穩壓。透過使用Silent Switcher技術和展頻技術，切換開關雜訊問題也得到大幅的改善。 此外，有些降壓穩壓器能按100%工作週期運作，保證頂部切換開關持續開啟，透過電感將輸入電壓傳輸到輸出。在過電壓或過電流條件下，會觸發切換開關操作，以分別限制輸出電壓或電流。這些降壓穩壓器作為切換開關湧浪抑制器使用，實現低雜訊、低損耗操作，同時保持切換開關模式電源的可靠性。 理想二極體控制器驅動降反向電壓功耗 當電池終端或跳線因為操作員故障反向連接時，會發生反向電壓條件(也稱為反向電池條件)。相關的ISO 16750-2脈衝(測試4.7)反覆對DUT施加-14V電壓，每次60秒。關於此測試，有些製造商增加了自己的動態版本，在突然施加反向偏置(4V)之前，先起始地為此元件供電(例如VIN=10.8V)。 快速研究資料手冊後發現，很少有IC設計可以接受反向偏置，其中IC的絕對最小針腳電壓一般限制在-0.3V。低於地的電壓如果超過一個二極體的電壓，會導致額外電流流過內部接面，例如ESD保護元件和功率MOSFET的二極體。在反向電池條件下，極化旁路電容(例如鋁電解電容)也可能受到損壞。 肖特基二極體可以防止反向電流，但在正常運行期間，正向電流更高時，這種方法會導致更大功耗。圖3所示為基於串接P通道MOSFET的簡單保護方案，這種方案可以降低功耗損失，但在低輸入電壓下(例如發動機啟動)，因為元件門檻電壓的原因，這種方案可能無法順暢運行。更加有效的方法是使用理想二極體控制器，以驅動串列N通道MOSFET，該MOSFET在負電壓時切斷輸入電壓。正常運作期間，理想二極體控制器調節N通道MOSFET的源漏電壓降低到30mV或更低，將正向壓降和功耗降低超過一個數量級(相較於肖特基二極體)。 主動整流器高頻輸入電壓護下游電路 疊加交變電壓測試(ISO 16750-2：測試4.4)模擬汽車的交流發電器的交流輸出的影響。正如其名，正弦訊號在電池軌道上疊加，峰值幅度為1V、2V或4V，具體由嚴重程度分類決定。對於所有嚴重性等級，最大輸入電壓為16V。正弦頻率以對數方式排列，範圍為50Hz至25kHz，然後在120秒內回到50Hz，總共重複5次。 本測試會導致在任何的互連濾波器網路內產生大幅度諧振低於25kHz的電流和電壓擺幅，它也會使切換開關穩壓器出現問題，其迴路頻寬限制使其難以透過高頻率輸入訊號進行調節。解決方案就像是中間整流元件，例如功率肖特基二極體，但對於反向電壓保護，這並不是一種解決問題的好方法。 在這種情況下，理想的二極體控制器無法像在反向電壓保護應用中一樣發揮作用，因為它無法足夠快速地切換開關N通道MOSFET，以和輸入保持同步。閘極上拉強度是其中一個限制因素，一般因為內部電荷泵限制在20μA左右。當理想的二極體控制器能夠快速關閉MOSFET時，開啟速度會非常慢，不適合對極低頻率以外的情況實施整流。 更合適的方法是使用LT8672主動整流器控制器，該控制器可以快速開關N通道MOSFET，以高達100kHz的頻率整流輸入電壓。主動整流器控制器是帶有兩個重要附加元件的理想二極體控制器，一個由輸入電壓增壓的大型電荷記憶體，另一個是快速開關N通道MOSFET的強勁閘極驅動器。相較於使用肖特基二極體，這種方法可以降低功率損失達90%以上。LT8672也和理想的二極體控制器一樣，保護下游電路不受電池反接影響。 MOSFET限制切換開關解決啟動工況 發動機啟動工況(ISO 16750-2：測試4.6.3)屬於極端欠壓瞬變，有時候指代冷啟動脈衝，這是因為在更低溫度下，會發生最糟糕的電池壓降。特別是當啟動器啟動時，12V電池電壓可能立刻降低到8V、6V、4.5V或3V，具體由嚴重程度分類決定(分別為I、IV、II和III級)。 有些系統中，低壓差(LDO)線性穩壓器或開關降壓穩壓器足以支援電源電軌因應這些瞬變，只要ECU電壓低於最低的輸入電壓。例如，如果最高的ECU輸出電壓為5V，且其必須達到嚴重程度等級IV(最低輸入電壓6V)，那麼使用壓差低於1V的穩壓器即可。發動機啟動工況電壓最低的分區只能持續15ms至20ms，所以大型旁路電容之後的整流元件(肖特基二極體、理想二極體控制器、主動整流器控制器)可能可經受這部分脈衝，如果電壓淨空短暫地下降至低於穩壓器壓降差。 但是，如果ECU必須支援高於最低輸入電壓的電壓，則需要使用升壓穩壓器。升壓穩壓器可以在高電流位準上，有效保持來自低於3V輸入與12V輸出電壓。但是升壓穩壓器還存在一個問題，從輸入到輸出的二極體路徑無法斷開，所以自然地電流在啟動時或者短路時不受限。為了防止電流失控，專用的升壓穩壓器整合湧浪抑制器前端來支援輸出斷開和限流，以及在使用背靠背N通道MOSFET時提供反向電壓保護。這個解決方案可以利用單個積體電路解決負載突降、發動機啟動和電池反接，但是可用電流受湧浪抑制器MOSFET的SOA限制。 四開關的升降壓穩壓器透過共用的電感來聯合同步降壓穩壓器和同步升壓穩壓器，以消除此限制。這種方法可以滿足負載突降和發動機啟動工況測試的要求，且電流位準或脈衝持續時間不會受到MOSFET SOA限制，同時還保有斷開輸出和限流的能力。 升降壓穩壓器的開關操作由輸入和輸出電壓之間的關係決定。如果輸入遠高於輸出，升壓頂部開關持續開啟，降壓功率級則降低輸入。同樣的，如果輸入遠低於輸出，降壓頂部切換開關持續開啟，升壓功率級則增高輸出。如果輸入和輸出大致相等(在10%至25%之間)，那麼降壓和升壓功率級會以交錯方式同時開啟。如此，可以透過僅對高於、約等於或低於輸出的輸入電壓實施穩壓所需的MOSFET限制切換開關，分別最大化各個開關區域(降壓、升降壓、升壓)的效率。 圖3匯總介紹了應對負載突降、反向輸入電壓、疊加交變電壓和發動機啟動工況測試的各種解決方案，以及各種方案的優缺點。可以得出幾個關鍵結論： ˙漏極面向輸入的串接N通道MOSFET極其有用，因為它可用於限流和斷開輸出，無論是它被用作切換開關(例如在降壓功率級中)或線性控制元件(例如在湧浪抑制器中)。 ˙涉及反向輸入保護和疊加交變電壓時，使用N通道MOSFET作為整流元件(面向輸入的源極)可以大幅降低功率損失和壓降(相較於使用肖特基二極體)。 圖3　解決困難的ISO 16750-2測試採不同方法 ˙相較於線性穩壓器，使用切換開關模式電源更合適，因為它可以消除功率元件的SOA導致的可靠性問題和輸出電流限制。它可以無限調節輸入電壓極限值，而線性穩壓器和被動解決方案本身存在時間限制，這種限制會令設計更加複雜。 ˙升壓穩壓器不見得需要使用，具體由啟動工況的分類和ECU(必須提供的最高電壓是多少)的詳情決定。 如果需要升壓穩壓，那麼四開關升降壓穩壓器會將上述需要的特質融合到單個元件中。它可以在高電流位準下，有效地調節嚴重欠壓和過壓瞬變，以延長持續時間。從應用的角度來看，這使其成為最可靠和簡單的方法，但其設計複雜性也會增加。然而，典型的四開關升降壓穩壓器存在一些缺點。其一，不能自然提供反向電池保護，必須使用額外電路來解決這個問題。 四開關升降壓穩壓器存在的主要問題在於，它大部分運作壽命都消耗在效率更低、雜訊更高的升降壓-壓開關區域。當輸入電壓非常接近輸出電壓(VIN~VOUT)時，所有4個N通道MOSFET都會主動開啟，以保持穩壓。隨著開關損耗增大，以及使用最大的閘極驅動電流，效率降低。當降壓和升壓功率級熱迴路都啟用，穩壓器輸入和輸出電流出現斷續，這個區域內的輻射和導電EMI性能會受到影響。四開關升降壓穩壓器可以調節偶然出現的大幅度欠壓和瞬態過壓，但需要使用高靜態電流、降低效率，並且在更常見、常規的轉換區域產生更高雜訊。 帶通模式消開關損失/EMI達高效 LT8210是四開關升降壓DC/DC控制器，可以按照慣例使用固定輸出電壓運作，且支援新Pass-Thru工作模式(圖4)，可以透過可配置的輸入電壓視窗消除開關損失和EMI。該控制器在2.8V至100V範圍內運作，可以調節發動機啟動期間最嚴重的電池壓降，也可以調節未受抑制的負載突降的峰值幅度。它提供-40V反向電池保護，透過增加單個N通道MOSFET而實現(圖5中的DG)。 圖4　支援帶通模式的升降壓控制器解決了汽車標準測試帶來的許多問題 在帶通模式下，當輸入電壓在視窗之外時，輸出電壓被調節至電壓視窗的邊緣。視窗頂部和底部通過FB2和FB1電阻分壓器配置。當輸入電壓在此視窗之內時，頂部切換開關(A和D)持續開啟，直接將輸入電壓傳輸至輸出。在不開關狀態下，LT8210的總靜態電流降低至數十微安培。不開關意謂著沒有EMI和切換開關損失，所以效率高達99.9%以上。 對於兩方面都想實現最佳效果的使用者來說，可以使用LT8210，它可以透過切換MODE1和MODE2針腳，在不同的工作模式之間切換。換句話說，LT8210在某些情況下可以作為具有固定輸出電壓(CCM、DCM或Burst Mode)的傳統的升降壓穩壓器運作，然後，在應用條件變化時，轉而採用帶通模式。對於常開系統和啟停應用而言，這個特性非常有用。 帶通解決方案提高低電流效率 圖5所示的帶通解決方案將視窗中8V和17V的輸入傳輸至輸出。當輸入電壓高於帶通視窗時，LT8210將該電壓降低至經過調節的17V輸出。如果輸入降低至低於8V，LT8210將輸出電壓升高至8V。如果電流超過電感限流或設定的平均限流(透過IMON針腳)，便提供保護特性在帶通視窗中觸發開關操作以控制電流。 圖5　此3V至100V輸入升降壓控制器以8V至17V帶通輸出運作 圖6、圖7和圖8分別顯示LT8210電路對負載突降、反向電壓和啟動工況測試做出的反應。圖9和圖10顯示在帶通視窗下，實現的效率改善和可以實現的低電流操作(低電流時的效率令人驚訝)。圖11則顯示帶通模式和CCM操作之間的動態轉換。 圖6　對未受抑制的負載突降的帶通回應 圖7　LT8210對電池反接的回應   圖8　對發動機冷啟動的帶通回應 圖9　CCM和帶通操作的效率 圖10　在帶通模式(VIN=12V)下，無負載輸入電流 圖11　帶通和CCM操作之間的動態轉換 電池反接/帶通模式並行　 促升降電壓無開關/雜訊耗損 為汽車電子系統設計電源時，LT8210四開關升降壓DC/DC控制器透過其2.8V至100V輸入工作範圍、內建的反向電池保護和其新帶通工作模式提供良好的解決方案。帶通模式可以改善升降壓操作，實現零開關雜訊、零開關損失，以及超低的靜態電流，同時將輸出調節至使用者配置的視窗水準，而不是固定電壓。輸出電壓的最小和最大值與例如負載突降和冷開機期間的大幅度瞬變相綁定，沒有MOSFET SOA或者由線性狀況導致的電流或時間限制。 新型LT8210控制方案支援在不同的開關區域(升壓、升降壓、降壓和不開關)之間實現乾淨快速的瞬變，因此能夠調節輸入中的大訊號和高頻率交流電壓。LT8210可以在帶通操作模式和傳統的固定輸出電壓、升降壓操作模式(CCM、DCM或Burst模式)之間切換並保持運作，固定輸出可以設定為帶通視窗中的任何電壓(例如在8V至16V視窗中，VOUT=12V)。這種靈活性使得用戶能夠在帶通和常規的升降壓操作之間切換，利用帶通模式的低雜訊、低IQ和高效率操作，在CCM、DCM或Burst模式下實現更精確的穩壓和更出色的瞬態回應。 (本文作者任職於ADI)

意法半導體(ST)日前推出智慧閘道平台(Smart Gateway Platform, SGP)，為車用智慧閘道器及網域控制應用原型開發提供有用的開發工具。 隨著汽車架構逐漸整合高傳輸車用網路和高速雲端聯網，車用市場對高性能智慧閘道器和網域控制電控單元(Electronic Control Unit, ECU)的需求日漸提升。 意法半導體模組化智慧閘道平台(SGP)，建構在安全的ASIL-B Telemaco3P微處理器(MPU)與ASIL-D SPC58/Chorus微控制器(MCU)之間的Gigabit乙太網路通訊，不僅具有強大的處理能力，還可以執行防火牆、預測性維護、韌體無線升級(OTA)功能，以及ECU之間和車用雲端之間的高速資料通訊。 Chorus微控制器多個CAN-FD介面提供低功耗即時安全車載聯網功能，而Telemaco3P MPU則採用雙核Arm CortexA7處理器，其支援Posix OS作業系統，擴大閘道器的運算能力。嵌入式安全模組還可以進行OTA無線韌體更新、防火牆和預測性維護功能。 SGP參考設計具有豐富的車載網路介面，包括多個乙太網路和CAN埠並支援LIN和FlexRay聯網技術，其配備資源豐富的入門開發包，包括硬體設計檔、軟硬體開發文件、軟體實用工具(驅動程式和更新程式)以及和範例應用程式。 SGP另整合連接Wi-Fi和LTE模組的擴充介面，可用於開發具有雲端聯網模擬需求的完整範例原型。閘道器的模組化體系結構是平台輕鬆擴充運算性能、網路連接和軟體處理的良好框架。

半導體供應商如亞德諾半導體(ADI)便提供磁阻(MR)位置感測器產品和基於分流器的電流感測放大器產品，可使EPS和電子煞車系統中使用的無刷馬達實現高性能換相和安全運作。 自駕趨勢使安全更被重視 近年來隨著人們對於車輛安全性的要求越來越高，先進駕駛輔助系統(ADAS)也相應獲得進一步發展及推廣，其依賴安全氣囊保護駕駛及乘客安全之傳統被動系統輔助。這些新出現的系統，最初是為輔助駕駛在安全危急情況下作出正確決策，長期而言，則能替代駕駛作出決策。這些技術的進步亦引領汽車朝向半自動和全自動駕駛遞進，使電子控制單元(ECU)代替駕駛作出決策，以及讓執行器負責進行車輛轉向和煞車操控，皆為將駕駛車輛的任務移交給感測器、ECU和電力傳動裝置。此趨勢促使廠商開發更可靠、更智慧、性能更高的額外的電力傳動裝置解決方案，而這些解決方案皆須符合ISO 26262功能安全標準。考量風險的安全標準，其需對危險操作情況的風險進行定性評估，並在元件和系統設計中融入安全措施以避免或管控系統故障、並檢測或控制隨機出現的硬體故障或減輕影響。 這些執行器系統通常使用無刷直流(BLDC)馬達驅動，由於這些系統對安全性相當重要，因此設計人員在設計解決方案的硬體和軟體時，須保證系統能滿足汽車安全完整性等級(ASIL)D級的高標準。 MPS確保馬達控制 無刷直流馬達無電刷觸點，因此需使用馬達位置感測器(MPS)測量定子與轉子間的相對位置，以確保定子線圈按正確順序通電。馬達位置感測器在啟動時扮演重要角色，因為此時微控制器無可用的反電動勢確定轉子和定子的相對位置。 傳統上阻塞換相(見圖1a)由三個霍爾開關組成，其用於指示無刷直流馬達中轉子的位置。由於人們要求提高BLDC馬達驅動器(包括EPS系統)的性能，尤其是降低其噪音、振動和聲振粗糙度等級(NVH)，以及提高其運作效率，因此阻塞換相逐步被正弦換相控制所取代。霍爾開關則可由安裝在馬達軸末端的雙極磁鐵前面的MR角度感測器代替(見圖1b)。在典型的應用中，MPS也被安裝在ECU組合上，而ECU則被整合到馬達外殼，且安裝於馬達軸末端。 圖1　(a)BLDC阻塞換相控制和(b)BLDC正弦換相控制 ASIL等級反映系統安全性 ISO 26262於2011年導入，其作為一種安全標準，以解決與電氣安全相關系統故障可能造成的危害，之後由2018年版所取代。 針對系統建置安全和風險分析，以確定系統的ASIL等級為必要的過程。而ASIL等級則透過審查系統於運作期間潛在危險的嚴重程度、暴露程度和可控性確定(圖2)，例如若人們對EPS系統實施風險和危害分析，可能會得出以下結論：基於這些事件(如轉向鎖止和自動轉向等)的嚴重程度、可控性和暴露性，將這些嚴重事件評定為ASIL D等級；同樣地，對於即將推出的電子煞車系統，則可採用相同邏輯確定不可控事件的嚴重程度，如煞車鎖止或自動煞車。 圖2　ISO 26262 ASIL評級矩陣 根據EPS或煞車系統示例，ASIL D系統評鑑可透過分解子系統實現，如圖3a、圖3b及圖3c所示。 圖3　針對ASIL D系統的ASIL分解方案 每個系統元件不須皆按照ASIL D標準和流程開發，以使ASIL D系統符合規格；但在進行系統等級的審核時，要求整個系統必須滿足要求，且可整合QM、ASIL A、B、C、D等級的子元件組成系統，且系統分解還應確保獨立性，並考量依賴或共因故障的可能性。 傳統EPS系統拓撲架構及潛在問題 典型的EPS系統拓撲結構如圖4所示。EPS ECU根據駕駛施加到方向盤上的轉向扭矩、方向盤位置及車輛速度計算所需的輔助功率。EPS馬達透過施力轉動方向盤，以減少駕駛操縱方向盤所需的扭矩。 圖4　典型的EPS拓撲 馬達軸位置(MSP)角結合相位電流測量資訊，用於對EPS馬達驅動器進行換相和控制。典型EPS馬達控制迴路如圖5所示，所需的扭矩輔助等級因駕駛條件而異，由車輪速度感測器和扭矩感測器決定；扭矩感測器測量駕駛或無人駕駛汽車中的馬達執行器施加至方向盤的扭矩；微控制器隨後使用MSP資料和相位電流資料控制提供馬達所需輔助的電流負載。 圖5　典型的EPS馬達控制環路 MPS感測器故障可能導致或加重系統故障，如轉向鎖止或自動轉向，因此MPS為EPS系統中的重要元件，其中關鍵在系統需能綜合全面診斷感測器故障，以確保在MPS感測器出錯或發生故障時能夠繼續正常運作，而不會發生嚴重的系統故障，或者在出錯時系統能以安全方式停止運作。 電流感測放大器通常用於間接精確測量馬達負載，一般應用於三個馬達相位中的兩個相位，提供額外診斷資訊(可作為整體系統安全保障措施的一環)。 此外，高度準確的馬達位置和相位電流測量可以從系統層面改善EPS馬達的控制性能，實現高效、安靜、平穩的轉向，進而提升駕駛體驗，因此是系統中的關鍵元件。 雙AMR感測器　確保穩定操作 在EPS或其他安全性關鍵馬達控制應用中，可採用不同的方法來使ASIL D符合規格。以下示例便將雙重各向異性磁阻(AMR)馬達位置感測器和像是ADI的電流感測放大器整合到此系統中，以提供所需的性能等級和額外需要，從系統等級實現ISO 26262 ASIL D合規性。 在圖6中，用不同技術(如霍爾、GMR或TMR)的另一個感測器對雙AMR感測器進行完善和補充。雙AMR感測器作為主(高精度)感測通道，第二個不同感測器技術通道有三個用途： ．啟用「三選二」(2oo3)比較，以驗證當與其他系統輸入組合時，其中一個感測器通道是否出現故障。 ．在發生可能性極低的兩個AMR通道都故障的情況下，提供位置回饋。 ．在馬達極數為奇數的情況下，為微控制器提供360o象限資訊，用於馬達換相。 圖6　適用於安全性至關重要的應用的馬達位置和相位電流檢測結構示例 準確的角度測量將繼續由雙AMR感測器的兩個通道提供。額外的系統診斷，如馬達負載和軸的位置，可以從準確相位電流檢測放大器的動態狀態(反電動勢)間接推斷得出。 若查看此感測器架構示例中所有可能的感測器故障模式，可以看出應始終有兩個位置感測器輸入可用於可靠性檢查。即使在兩個AMR通道都因常見故障原因以致同時故障，這種極不可能的極端示例中，仍然可以使用來自輔助感測器通道的降級位置感測資訊，以及電流感測器在動態狀態下提供之反電動勢資訊進行交叉比對，以確保系統基本功能繼續正常運作。 這種系統等級的診斷功能將確保不會發生嚴重的故障模式，並且確保系統實現ISO 26262 ASIL D合規性，之後便可以安全關閉系統的電源，或者轉入跛行回家模式(Limp Home Mode)，以返回經銷商進行維修。 感測器設計改善乘車體驗 隨著用於提高汽車安全性的ADAS推出，以及全自動和半自動駕駛車輛的出現，人們開始要求更可靠、更智慧、性能更高的額外電力傳動裝置解決方案，同時要求需符合ISO 26262功能安全標準。供應商如ADI提供的馬達軸位置和相位電流感測產品，不僅能提高性能，實現更順暢、更高效的馬達控制要求，同時提供在EPS或煞車系統等安全性至關重要的應用中，能夠實現所需的額外高ASIL要求。而ADI提供的ADA4571-2雙AMR感測器為需要額外和獨立感測通道等安全性的重要應用設計，其為一雙通道AMR感測器，整合訊號處理放大器和ADC驅動器。 該產品含兩個AMR(Sensitec AA745) 感測器和兩個放大器訊號處理ASIC；該感測器提供低角度誤差訊號，通常在0.1度範圍內，具備可忽略的遲滯現象、高頻寬、低延遲和良好的線性度。 這些特性能夠協助減少轉矩波動和可聽見的雜訊，幫助實現順暢、高效的BLDC馬達控制。此外，AMR感測器可在飽和大於30Mt的條件下運作，並沒有磁場視窗上限，而且感測器能在高磁場條件下運作，因此解決方案能承受嚴苛環境的雜散磁場。 至於ADI的AD8410電流感測放大器能夠在EPS和其他BLDC馬達控制系統中的分流電阻上測量雙向電流，為高電壓、高解析度和高頻寬的分流放大器，其用於嚴苛環境中提供所需的準確測量、診斷安全性的應用，幫助減少轉矩波動和可聽到的雜訊，實現順暢、高效的BLDC馬達控制(如EPS或煞車)，並改善駕駛體驗。 (本文作者為ADI汽車電氣化部策略行銷經理)

其中如半導體商英飛凌(Infineon)便提供晶片組，適合未來數代EPS使用，包括所有主要的半導體元件，例如電源供應器、微控制器、半橋驅動器、MOSFET、CAN收發器及感測器。以上所有元件都已上市，使用者可由單一供應商的微調晶片組因應所有需求，有助於縮短開發時間及降低成本。 電子動力轉向使用電控馬達輔助轉向。感測器偵測由驅動器觸發的轉向扭矩，然後將資訊轉送至電子控制單元(ECU)，計算所需的轉向輔助，並控制伺服馬達。 為什麼要供應完整的EPS晶片組？目標是提供電子動力轉向系統所有必要的半導體元件，並進行微調使其達到高可用度，實現容錯操作或失效安全操作。結果協調運作的元件，將提供可靠的互用性及整合相容性。其中有一項重點就是保證功能安全，因此所有相關元件不僅要符合最高的汽車品質標準，也必須依據ISO 26262進行設計。 EPS展示器重安全/效能/整合 英飛凌已開發的示範板中包含晶片組元件及機械展示器，可控制6相電動馬達。圖1顯示展示器配置，圖2為示範板及所有晶片組元件。其中包括電源供應晶片(OPTIREG PMIC、TLF35584)、3相半橋驅動器(TLE9183QK)、32位元微控制器(TC23x搭配200MHz及2MB快閃記憶體)、扭矩感測器(TLE4998C8D)、馬達位置感測器(TLE5309D)及角度感測器(TLE5014D)、MOSFET(採用SS08封裝)，以及CAN FD收發器(TLE9251VLE、TLE9252VLC)。 圖1　電子動力轉向應用展示器 圖2　體積小的示範板搭配EPS晶片組 展示器的所有使用的元件都妥善搭配，並設計提供高度的功能安全、能源效率及整合密度。例如EPS系統預先指定使用安全電源供應器，並提供對應的監控及保護功能作為ASIL D功能，此外也獲得橋式驅動器支援。所有系統使用的感測器均依據ISO 26262設計，提供高測量精度。AURIX系列強大的微控制器可選擇用於效能、快閃記憶體容量、計時器架構及周邊設備。 此外，MCU具有獲得ISO 26262支援的整合式安全/維安概念、硬體備援及硬體安全性(HSM模組)。最後，MOSFET提供非常低的導通電阻(40V時RDS(ON)為0.9m)，以及良好的切換效能，採用小巧堅固的封裝(SS08或sTOLL)。 該展示器架構為6相系統，具備兩個獨立隔離的3相子系統，提供所需備援(圖3)。因此雙感測器、電源供應晶片、微控制器、半橋驅動器及MOSFET半橋，可由兩個獨立電池供電運作，實現容錯操作系統。兩個子系統互相獨立運作，每個系統提供一半扭矩至整個EPS系統。如果發生故障導致一個子系統失效，另一個子系統會按照比例接手EPS功能。 圖3　以EPS晶片組為基礎的備援展示器架構方塊圖 感測器備援系統提高車輛功能安全 為了確保車輛具備高度的功能安全，需要具有備援的系統分割，以及高效可靠的感測器。這是唯一確保高可用度的方式，藉此讓系統在元件故障時仍舊維持完整功能。因此電子動力轉向系統的感測器，不僅要非常精準，也必須確保功能安全。這裡使用的感測器可於ISO 26262系統中應用。像是英飛凌便因應感測器備援需求，將兩個感測器整合在雙感測器封裝中(圖4)。 圖4　TLE4998C3D、TLE5014D及TLE5309D等雙晶粒感測器，有助於簡單高效的備援實作 而線性霍爾感測器TLE4998C8D可確保精準偵測轉向時的扭矩，較精確地掃描線性或角度位置，並以數位方式補償溫度和機械應力，確保在整個溫度範圍及使用壽命期間，都享有良好的穩定度。通訊協定可讓控制單元傳輸測量資料，TLE4998C8D以SPC(短PWM代碼)通訊協定整合兩個可獨立編程的線性霍爾感測器IC。為了彈性使用，使用者有多種介面可供選擇(SENT、SPC、PWM僅為單晶片)。 TLE5014D角度感測器也是雙晶片版本，有助於在系統設計中輕鬆實作所需備援；感測器可在完整的溫度分布及使用壽命期間，精準地運作，是動力轉向應用的理想選擇之一。感測器會預先設定，並針對溫度預先校正，協助使用者輕鬆實作。使用者也可在此選擇不同介面 (SENT、SPC、SPI及PWM)。 雙感測器晶片TLE5309D在單一封裝結合AMR及GMR感測器，並具備診斷功能。雙GMR/AMR角度感測器可在關鍵安全馬達應用中，用於類比角度位置偵測。TLE5309D結合精確的AMR感測器，以及GMR感測器寬廣的360度量測範圍。感測器具備低傳播延遲(小於9微秒)，能夠因應電動馬達及電子動力轉向系統中有關速度及精度的要求。此外，感測器也能在70微秒內快速啟動，總耗電量也相當低。 半橋驅動器電源供應器及電壓監控 安全相關系統也需要監控電壓供應，以確保系統元件功能。電源供應及監控裝置TLF35584(圖5)可在遵循ISO 26262至ASIL D的情況下支援ECU設計。TLF35584相關的主要監控功能包括：產生供應電壓的欠電壓/過電壓監控、微控制器的外部看門狗(Watchdog)監控，以及AURIX MCU安全管理單元的外部監控。透過「安全狀態」輸出，讓系統享有不受微控制器影響的關斷路徑，就可整合監控前述監控功能的狀態；電壓監控則由自我測試(BIST)支援。 圖5　針對AURIX微控制器及感測器最佳化的TLF35584QK/QV安全電源供應器，是EPS應用的選擇之一 TLF35584透過獨立控制器輸出向控制器提供電壓，並提供監控電壓用於微控制器(3.3V或5.0V，可選擇)、類比數位轉換器(ADC)、待機控制器、多個收發器及感測器。感測器可使用兩個獨立的追蹤器輸出，是設定安全相關感測器系統的必備項目。電壓調節是以包含DC/DC預穩壓器及線性後穩壓器的架構為基礎。為了支援冷啟動相關系統，TLF35584提供選用的升壓轉換器以便穩定輸入電壓，並可擴大功能範圍達到3V電池電壓。 TLE9183QK 3相半橋驅動器IC也是依據ISO 26262開發，具有各式各樣的保護及監控功能，包括「緊急操作模式」(Limp Home)功能。功率循環可由0調整至100%，沒有限制。其他功能包括三電流感測器放大器、低靜態電流運作模式，以及相位電壓回饋功能搭配SPI可編程閾值。 安全微控制器具高度擴充與即時能力 AURIX系列的32元多核心微控制器，是依據傳動系統及汽車安全應用需求量身打造。該系列產品具備高度擴充能力(單、雙或三核心、80至300MHz、0.5至8MB快閃記憶體等等)，並以多種封裝選項供應。AURIX 系列具備高度即時能力，整合安全/維安功能，是各種汽車應用的平台選擇之一。其中包括引擎控制單元、變速箱控制、電動車與油電混合車控制，以及懸吊系統、煞車系統、電子動力轉向系統、安全氣囊與駕駛輔助系統。 該架構開發程序遵循ISO 26262規範，其設計方式能以非常高效的方式實作ASIL D安全需求。微控制器結合多核心架構，以及專業的安全技術，例如安全內部通訊匯流排，以及分散式記憶體保護系統；特殊保護機制可整合不同應用領域的軟體，讓多項應用程式及作業系統在AURIX平台順利執行，即使ASIL等級不同也沒問題。此外也整合硬體安全模組(HSM)，提供高度保護避免遭到操控。 市場追求可用度及可靠度高線控轉向 英飛凌自2019年年中開始供應完整的EPS晶片組將，此外之後也規畫提升效能、整合密度(更多功能，縮小封裝尺寸)及進一步加強EMC耐受度，搭配新型微控制器(新一代AURIX微控制器)、電源供應IC、半橋驅動器及感測器，用於未來的EPS晶片組產品。 至於未來的自動化階段方面(第三級以上)，電子轉向需求將增加。一般預期市場未來出現的轉向系統，不會採用目前在方向盤與轉向裝置之間使用的機械耦合。這種線控轉向(Steer-by-wire)概念需要更高的可用度及可靠度，該公司EPS晶片組以此為方向，企圖實現具未來性的轉向系統設計。 (本文作者Goran Keser為英飛凌科技汽車系統工程部門嵌入式軟體及演算法資深經理；Christoph Unterreiner為英飛凌科技汽車微控制器合作關係管理資深經理)

意法半導體(ST)推出新款汽車電控單元(Electronic Control Unit, ECU)輔助開發工具。現今的汽車裝有大量的電子系統，而ECU就是用於管理這些系統的「微電腦」。意法半導體新推出的開發工具將幫助汽車廠商以更快的速度、更經濟的方式，將更安全、更環保、更智慧的汽車導入市場。 意法半導體汽車與離散元件產品部總裁Marco Monti表示，汽車電子設計師承受著縮短研發週期的巨大壓力，迅速提出切實可行的概念驗證至關重要。該公司的AutoDevKit生態系統讓使用者可以集中心力在系統功能，無需開發裝置驅動程式等底層軟體，相較傳統原型開發減少了幾數個月的時間。 在汽車電動化和數位化的大趨勢下，配套配件市場正在快速變化，人們熟悉的技術，如普通燈泡、機械系統和液壓系統，正朝向電氣化和智慧化發展，舉例來說，LED照明燈和無刷馬達。新車款可能超過100多個ECU模組，而且設計的複雜性持續在提升，因此，設計團隊需要加快開發速度才能跟上市場變化。 意法半導體的AutoDevKit生態系統導入一個新的高效功能開發工具組提供原型開發，其取代了傳統的製作方式，並支援標準化和重複設計。AutoDevKit資料庫是一個免費軟體環境，讓使用者可以從意法半導體廣泛的汽車產品組合中，選擇微控制器和功能板，以輕鬆設計汽車解決方案原型。 在選擇完AutoDevKit元件後，軟體將引導使用者連接電路板、產生程式碼，編譯並下載韌體，最後還有原型測試和除錯功能。提供簡單使用的應用程式介面(Application-Program Interface, API)，以便連接並控制所支援的每個功能板，是AutoDevKit生態系統的一個基本功能。

半導體製造商羅姆(ROHM)針對汽車引擎控制單元和變速箱控制單元等車電系統使用的ECU(電子控制單元)，研發出具有41V耐壓雙通道輸出的高側智慧功率元件(Intelligent Power Device, IPD)BV2Hx045EFU-C(BV2HC045EFU-C/BV2HD045EFU-C)。 IPD是一種可以保護電子電路免於電擊破壞(異常時的過電流)的元件。與傳統保護用的保險絲不同，該產品利用半導體技術，在不損壞或劣化的情況下保護電路，因此也被稱為半導體保險絲，非常有利於構建無需維護的系統。 近年來，隨著電動車和自駕車等創新技術的發展，汽車領域的電子化日益普及。在此同時，想要構建更安全的車電系統，就必須考量緊急狀態下能夠降低事故風險和規模的功能安全。為了解決ECU系統異常時流過的過電流問題，一般多採用以自身熔斷來保護系統的保險絲，但這種方法面臨到保險絲熔斷後的保養和經年老化的問題，所以近年越來越多廠商開始採用IPD(半導體保險絲)來解決這種情況。 新產品是首款利用過電流保護功能，可獨立保護系統免受過電流影響的高側IPD。市場競品僅支援啟動時的突波電流保護，啟動後的穩態電流則使用微控制器和過電流檢測IC等進行過電流保護，但受到與IPD輸出端後段電路之間的相容性影響，有可能會發生異常的現象，而新產品則可以獨立保護系統免受突波電流和穩態電流中的過電流影響。能提供可靠性更高、零件數量更少的解決方案，有助於打造更安全的系統。另外，過電流保護的範圍還可以利用外接零件自由調整，因此可運用於各種系統。

為協助車商滿足即將實施的單雙缸汽油引擎發動排放法規，半導體供應商意法半導體(ST)和艾睿電子攜手推出一個功能完整的電子燃油噴射(Electronic Fuel-Injection, EFI)系統電子控制單元(Electronic Control Unit, ECU)參考設計方案。 SPC5-L9177A-K02電子控制單元參考設計方案目標小型引擎，其能滿足即將實施的歐洲五號(Euro 5)、印度Bharat Stage VI(BSVI)和中國四號(China IV)，以及針對未來摩托車、機車、三輪車等小排放量機動車的排放標準，同時亦可用於配備EFI電子控制單元的發電機、船舶引擎和農業用引擎。 參考設計方案的主要元件是意法半導體的SPC572L系列32位元PowerArchitecture車用動力總成微控制器，以及為小排放量引擎應用和市場需求而專門設計之整合電源、通訊介面、負載致動器的L9177A高整合IC。意法半導體的STGD18N40 IGBT和L9616 CAN介面IC也包括在內。 參考設計板可供客戶直接開發應用，同時配備一個完善的開發生態系統，其中包括SPC5Studio整合式開發環境(IDE)(包括底層驅動程式)、SPC572L系列通用計時器模組(GTM)配置器、引擎曲軸位置感測器和執行器動力總成軟體庫。為了克服與電子燃油噴射相關的複雜挑戰，意法半導體與eMoticom合作開發了一個基本應用軟體，以幫助使用者啟動和管理單缸引擎。 SPC572L系列屬於意法半導體 32位元高性能系列車用微控制器系列，用於管理四缸以下的汽柴油引擎，以及底盤、變速箱、轉向系統和制動系統。SPC572L系列整合複雜的GTM智慧計時器模組、16個輸入通道、56個輸出通道、帶模擬EEPROM的1.5MB讀寫同步(RWW)快閃記憶體、64KB通用資料SRAM、兩個解串/串列周邊介面(Deserial/Serial Peripheral Interface，DSPI)模組、增強型數位類比轉換器系統和自檢功能。 L9177A晶片整合了穩壓電源和致動器，可以控制兩缸以下的內燃機，利用意法半導體專有的BCD製程，在一顆晶片上整合邏輯電路和電源電路，包括有熱關斷功能的300mA 5V穩壓器，以及電池短路保護功能的5V追蹤式穩壓器，還有兩個低RDS(ON)導通電阻的噴油器驅動器、用於控制引擎怠速的步進馬達驅動器、氧氣感測器加熱器輸出和全面的診斷功能。