System-on-Chip Programmierbarer Microcontroller für Touch-fähige HMI- und Smart-Sensing-Anwendungen

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Infineon Technologies AG

Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG

In der rasant fortschreitenden Welt der Automotive-Industrie nimmt die Bedeutung von Sicherheitsmaßnahmen und der funktionalen Sicherheit auch in Anwendungen, die auf Low-End-Mikrocontrollern basieren, kontinuierlich zu. Im Zuge dieses Trends verabschieden sich Fahrzeughersteller zunehmend von traditionellen mechanischen Tasten. Diese Innovationen bieten eine nahtlose Integration in das moderne Design von Cockpits und Lenkrädern.

In der Automotive-Industrie spielen Security und funktionale Sicherheit auch bei Low-End-Mikrocontroller-Anwendungen eine immer wichtigere Rolle. Parallel dazu ersetzen Fahrzeughersteller mechanische Tasten durch berührungsempfindliche Oberflächen, die unauffällig in ein modernes Cockpit oder Lenkrad eingepasst werden können. Daraus ergeben sich erhebliche Platzbeschränkungen für die elektronischen Schaltungen sowie ein Bedarf an hochintegrierten ICs mit kleinem Formfaktor. Um diese Herausforderungen zu bewältigen, bringt die Infineon Technologies AG die PSoC 4 HVMS-Mikrocontrollerfamilie für den Automotive-Bereich auf den Markt. Die Mikrocontroller integrieren Hochvoltfunktionen (12-V-Regler und LIN/CXPI-Transceiver) in Kombination mit fortschrittlichen analogen Funktionen (Capsense, Inductive Sensing) und entsprechen den Normen ISO26262 und ISO21434.

Zu den Zielanwendungen gehören Touch-fähige Mensch-Maschine-Schnittstellen (Human Machine Interfaces; HMIs) für Fahrzeuge mit Touch-Buttons, Schiebereglern und Touchpads zur Steuerung von Klimaanlagen, Innenbeleuchtung, elektrischen Fenstern/Sonnendächern oder Türgriffen. In Lenkrädern wird der PSoC 4 HVMS für die Berührungserkennung sowie für die sicherheitskritische Hands-Off-Erkennung eingesetzt. Die neueste Generation des Capsense-Moduls unterstützt auch die Annäherungserkennung zur Erfassung von Insassen oder zur Öffnung des Kofferraums. Neben HMI-Anwendungen wird der PSoC 4 HVMS auch in allgemeinen Sensoranwendungen, wie Füllstandsmessung und Wheatstone-Brücke, oder in einfachen Aktoren, wie PTC-Heizungen oder Innen- und Außenbeleuchtungen, eingesetzt.

Die PSoC 4 HVMS-Familie ist AEC-Q100-qualifiziert und wird in QFN-Gehäusen mit kleinem Footprint und benetzbaren Flanken angeboten. Die ICs bieten Skalierbarkeit und Pin-Kompatibilität zwischen den Bauelementen. Die ISO26262 ASIL-B-Konformität sorgt für einen sicheren Betrieb bei Temperaturen von bis zu 125 °C. Die Familie basiert auf ARM Cortex-M0+ Prozessoren mit bis zu 128 KB eingebettetem Flash und 16 KB SRAM. Die Mikrocontroller können direkt von einer 12-V-Batterie gespeist werden und verfügen über LIN und CXPI PHY. Für kapazitive Sensoranwendungen unterstützt das Bauelement die neueste Capsense-Technologie der 5. Generation mit achtmal besserem SNR als die Vorgängergeneration, Unterstützung für hohe parasitäre Kapazitäten bis zu 3000 pF und für Overlays bis zu 18 mm. Die zusätzliche analoge Integration umfasst einen 12-Bit-SAR-ADC, bis zu zwei Operationsverstärker und Low-Power-Komparatoren.

Die Mikrocontroller-Familie wird von einer umfassenden Software-Unterstützung begleitet, darunter die Automotive Peripheral Driver Library (AutoPDL), die Automotive Middleware Library für Capsense und die Safety Library (SafeTlib) für Automotive PDL. Dadurch lässt sich die Entwicklungszeit für den Kunden erheblich verkürzen und die Markteinführung beschleunigen. Das Software-Paket wird unter Einhaltung der Software-Entwicklungsprozesse im Automotive-Bereich entwickelt, einschließlich der Codierungsstandards ASPICE, MISRA2012 AMD1 und CERTC, und garantiert branchenführende Zuverlässigkeit und Compliance. Das PSoC 4 HVMS-Softwarepaket ist ISO26262-konform und wurde als Safety Element out of Context (SEooC) für Anwendungen mit Sicherheitszielen bis zu ASIL-B entwickelt. Die ModusToolbox-Entwicklungsplattform wird in Kürze ebenfalls verfügbar sein.  (mr)

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