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應(yīng)用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制的高性能DSP芯片技術(shù)要求

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制DSP芯片的技術(shù)要求，技術(shù)要求包括DSP芯片的功能要求、

性能要求、功能安全要求和可靠性要求等。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制DSP芯片的研制和使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T18488.1-2015電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)第1部分：技術(shù)條件

GB/T19596-2017電動(dòng)汽車術(shù)語

GB/T34590道路車輛功能安全

GB/T38187-2019汽車電氣電子可靠性術(shù)語

SJ/T11875-2022電動(dòng)汽車用半導(dǎo)體集成電路應(yīng)力試驗(yàn)程序

3術(shù)語和定義

GB/T18488.1-2015、GB/T19596-2017、GB/T34590.1-2022、GB/T38187-2019界定的以及下列術(shù)

語和定義適用于本文件。

3.1

電動(dòng)汽車electricvehicle

包括純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。驅(qū)動(dòng)能量由電能提供的、由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電

能來源于車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)或其它能量儲(chǔ)存裝置。

[來源：GB/T19596-2017，3.1.1，有修改]

3.2

功能安全functionalsafety

不存在由電氣/電子系統(tǒng)的功能異常表現(xiàn)引起的危害而導(dǎo)致不合理的風(fēng)險(xiǎn)。

[來源：GB/T34590.1-2022，3.67]

3.3

可靠性reliability

產(chǎn)品在給定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。

[來源：GB/T38187-2019，2.1.2.3]

3.4

故障處理時(shí)間間隔faulthandlingtimeinterval

1

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從故障發(fā)生到進(jìn)入到安全狀態(tài)的時(shí)間。

3.5

驅(qū)動(dòng)電機(jī)drivemotor

將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能為車輛行駛提供驅(qū)動(dòng)力的電氣裝置，該裝置也可具備機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能的功能。

[來源：GB/T18488.1-2015，3.2]

3.6

驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器drivemotorcontroller

控制動(dòng)力電源與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間能量傳輸?shù)难b置，由控制信號(hào)接口電路、驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制電路和驅(qū)動(dòng)電

路組成。

[來源：GB/T18488.1-2015，3.3]

4縮略語

下列縮略語適用于本文件。

ADC（AnalogDigitalConverter）模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器

CAN（ControllerAreaNetwork）控制器局域網(wǎng)絡(luò)

CANFD（CANwithFlexibleData－Rate）可變數(shù)據(jù)速率的控制器局域網(wǎng)絡(luò)

DSP（DigitalSignalProcessor）數(shù)字信號(hào)處理器

I/O（Input/Output）輸入/輸出

PWM（PulseWidthModulation）脈沖寬度調(diào)制

QEP（QuadratureEncoderPulse）正交編碼脈沖

5功能要求

5.1總則

DSP芯片應(yīng)能夠和整車控制器進(jìn)行雙向信息交互，接收并處理電機(jī)的相電流信號(hào)，電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置

信號(hào)等，通過控制算法對信號(hào)進(jìn)行處理，并輸出相應(yīng)的PWM控制信號(hào)。

DSP芯片應(yīng)能夠接收并處理驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的保護(hù)信號(hào)，以防止系統(tǒng)受到損壞。

DSP芯片應(yīng)支持調(diào)試接口，方便前期的程序調(diào)試與優(yōu)化。

5.2模塊和接口組成要求

DSP芯片應(yīng)至少集成ADC模塊、轉(zhuǎn)子位置獲取模塊、PWM模塊和通信接口、保護(hù)信號(hào)接口、調(diào)試

接口等電路單元，如圖1所示。

2

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圖1DSP芯片模塊和接口組成框圖

5.3模塊和接口功能要求

5.3.1ADC模塊

將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，模擬信號(hào)不限于電機(jī)相電流信號(hào)。

ADC模塊應(yīng)至少能夠?qū)蓚€(gè)模擬信號(hào)進(jìn)行同步采樣。

5.3.2轉(zhuǎn)子位置獲取模塊

獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，應(yīng)滿足附錄A要求。

5.3.3PWM模塊

產(chǎn)生PWM波，作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的控制信號(hào)。當(dāng)采用旋轉(zhuǎn)變壓器軟件解碼方案獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子位

置時(shí)，PWM波應(yīng)能夠用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)變壓器的激勵(lì)信號(hào)。

PWM模塊應(yīng)包含死區(qū)產(chǎn)生功能，防止驅(qū)動(dòng)電路的上、下橋臂短路。

單個(gè)電機(jī)需要3對互補(bǔ)的PWM波作為控制信號(hào)。

5.3.4通信接口

應(yīng)能夠和整車控制器進(jìn)行雙向信息交互，包括數(shù)據(jù)發(fā)送和接收。

通信接口類型不限于CAN、CANFD、FlexRay等，DSP芯片應(yīng)至少支持其中一種通訊類型。

5.3.5保護(hù)信號(hào)接口

保護(hù)信號(hào)接口應(yīng)能夠接收驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的保護(hù)信號(hào)，包括過電流、過電壓等信號(hào)。

保護(hù)信號(hào)涵蓋的保護(hù)類型應(yīng)符合GB/T18488.1-2015的“5.5.2驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器的保護(hù)功能”要求。

6性能要求

6.1通用要求

DSP芯片的性能應(yīng)能夠保證“5.1功能要求”的實(shí)現(xiàn)。

3

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6.2主頻要求

DSP芯片的主頻應(yīng)不低于100MHz。

6.3Flash存儲(chǔ)空間要求

DSP芯片的Flash空間應(yīng)能夠存儲(chǔ)備份程序，若軟件升級(jí)失敗可以使用原程序，不影響車輛使用。

6.4通信接口傳輸速率要求

通信接口的數(shù)據(jù)傳輸速率應(yīng)不低于500Kb/s。

6.5ADC轉(zhuǎn)換有效位數(shù)要求

ADC轉(zhuǎn)換的有效位數(shù)應(yīng)能夠滿足GB/T18488.1-2015的“5.4.10控制精度”要求。

7功能安全要求

7.1總則

電動(dòng)汽車對安全性要求高，應(yīng)避免因電子系統(tǒng)故障而導(dǎo)致不合理的風(fēng)險(xiǎn)，隨機(jī)和系統(tǒng)性失效不會(huì)造

成安全系統(tǒng)的功能錯(cuò)誤，從而導(dǎo)致人受到傷害，或環(huán)境污染，或設(shè)備財(cái)產(chǎn)損失。

DSP芯片的功能安全要求應(yīng)貫穿產(chǎn)品的全生命周期，應(yīng)滿足GB/T34590系列標(biāo)準(zhǔn)要求。

DSP芯片的功能安全等級(jí)應(yīng)至少滿足AutomotivesafetyIntegrityLevel（ASIL）的B級(jí)要求。

7.2計(jì)算功能安全的要求

DSP芯片應(yīng)正確提供計(jì)算功能，包含但不限于正確的中央處理器運(yùn)算功能，正確的存儲(chǔ)功能，正確

的電源供電功能，正確的時(shí)鐘生成功能等。

當(dāng)由于故障而造成計(jì)算功能失效時(shí)，應(yīng)在故障處理時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)入安全狀態(tài)，在故障退出、消除條

件未滿足時(shí)，不應(yīng)該退出安全狀態(tài)。

DSP芯片安全狀態(tài)示例如表1所示。

表1DSP芯片的安全狀態(tài)（示例）

安全狀態(tài)狀態(tài)描述

復(fù)位DSP芯片一直保持復(fù)位狀態(tài)

掉電DSP芯片的供電電源通過外部監(jiān)控器禁用

錯(cuò)誤上報(bào)將故障上報(bào)，交由系統(tǒng)安全機(jī)制處理

禁止輸出輸出強(qiáng)制關(guān)閉

7.3輸入功能安全的要求

DSP芯片應(yīng)正確提供輸入功能，包含但不限于正確的模擬采集功能，正確的數(shù)字采集功能，正確的

傳感器采集功能，正確的外部通信功能。

當(dāng)由于故障而造成輸入功能失效時(shí)，應(yīng)在故障處理時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)入安全狀態(tài)，在故障退出、消除條

件未滿足時(shí)，不應(yīng)該退出安全狀態(tài)。

DSP芯片的安全狀態(tài)示例如表1所示。

7.4輸出功能安全的要求

4

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DSP芯片應(yīng)正確提供輸出功能，包含但不限于正確的模擬輸出功能，正確的數(shù)字輸出功能，正確的

安全狀態(tài)支持功能，正確的外部通信功能。

當(dāng)由于故障而造成輸出功能失效時(shí)，應(yīng)在故障處理時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)入安全狀態(tài)，在故障退出、消除條

件未滿足時(shí)，不應(yīng)該退出安全狀態(tài)。

DSP芯片的安全狀態(tài)示例如表1所示。

8可靠性要求

按照SJ/T11875-2022要求，將汽車芯片的工作環(huán)境溫度分為5個(gè)等級(jí)：

0等級(jí):-40℃~150℃；

1等級(jí):-40℃~125℃；

2等級(jí):-40℃~105℃；

3等級(jí):-40℃~85℃；

4等級(jí):0℃~70℃。

DSP芯片應(yīng)滿足SJ/T11875-2022的1等級(jí)要求。

5

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附錄A

（規(guī)范性）

轉(zhuǎn)子位置獲取模塊功能組成要求

轉(zhuǎn)子位置獲取模塊應(yīng)能夠獲取電機(jī)轉(zhuǎn)子的位置，其功能組成要求根據(jù)位置檢測方式的不同而不同，

如表A.1所示。

轉(zhuǎn)子的位置檢測方式由芯片使用方明確。

電機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測的傳感器包括霍爾元件、光電編碼器和旋轉(zhuǎn)變壓器等。

旋轉(zhuǎn)變壓器的解碼方式包括硬件解碼和軟件解碼。硬件解碼是通過單獨(dú)的解碼芯片（例如：Analog

Devices公司的AD2S1210）產(chǎn)生激勵(lì)信號(hào)并接收旋轉(zhuǎn)變壓器的正、余弦模擬電信號(hào)，在解碼芯片內(nèi)部

進(jìn)行解碼，得到角度值的數(shù)字信號(hào)，通過串行或并行接口傳輸?shù)紻SP芯片。軟件解碼是通過DSP芯片

產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)變壓器的激勵(lì)信號(hào)，并通過其ADC模塊接收旋轉(zhuǎn)變壓器的正、余弦模擬信號(hào)，在DSP芯片內(nèi)

部通過解碼程序得到角度值。

表A.1轉(zhuǎn)子位置獲取模塊功能組成要求

位置檢測方式位置獲取模塊功能組成要求

應(yīng)具有I/O口，用于接收霍爾元件的數(shù)字

霍爾元件

信號(hào)

應(yīng)具有QEP模塊，用于接收光電編碼器

光電編碼器

的數(shù)字信號(hào)

應(yīng)能夠通過串行或并行接口與解碼芯

硬件解碼

片進(jìn)行通信

旋轉(zhuǎn)應(yīng)能夠通過PWM模塊產(chǎn)生PWM控制信

變壓器號(hào)，并通過ADC模塊采集旋轉(zhuǎn)變壓器信

軟件解碼

號(hào)，ADC模塊應(yīng)能夠?qū)蓚€(gè)模擬信號(hào)進(jìn)

行同步采樣

6

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參考文獻(xiàn)

[1]T/CSAE223—2021純電動(dòng)乘用車控制芯片功能安全要求及測試方法

7

ICS31.200

CCSL56

T/WXIOT

無錫市物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

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應(yīng)用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制的高性能DSP

芯片技術(shù)要求

Technicalrequirementsofdigitalsignalprocessorchips(DSP)usedforthecontrolofdrivemotor

inelectricvehicles

征求意見稿

在提交反饋意見時(shí)，請將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

已授權(quán)的專利證明材料為專利證書復(fù)印件或扉頁，已公開但尚未授權(quán)的專利申

請證明材料為專利公開通知書復(fù)印件或扉頁，未公開的專利申請的證明材料為專

利申請?zhí)柡蜕暾埲掌凇?/p>

××××-××-××發(fā)布××××-××-××實(shí)施

無錫物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布

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應(yīng)用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制的高性能DSP芯片技術(shù)要求

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制DSP芯片的技術(shù)要求，技術(shù)要求包括DSP芯片的功能要求、

性能要求、功能安全要求和可靠性要求等。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制DSP芯片的研制和使用。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，

僅該日期對應(yīng)的版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T18488.1-2015電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)系統(tǒng)第1部分：技術(shù)條件

GB/T19596-2017電動(dòng)汽車術(shù)語

GB/T34590道路車輛功能安全

GB/T38187-2019汽車電氣電子可靠性術(shù)語

SJ/T11875-2022電動(dòng)汽車用半導(dǎo)體集成電路應(yīng)力試驗(yàn)程序

3術(shù)語和定義

GB/T18488.1-2015、GB/T19596-2017、GB/T34590.1-2022、GB/T38187-2019界定的以及下列術(shù)

語和定義適用于本文件。

3.1

電動(dòng)汽車electricvehicle

包括純電動(dòng)汽車和混合動(dòng)力電動(dòng)汽車。驅(qū)動(dòng)能量由電能提供的、由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電

能來源于車載可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)或其它能量儲(chǔ)存裝置。

[來源：GB/T19596-2017，3.1.1，有修改]

3.2

功能安全functionalsafety

不存在由電氣/電子系統(tǒng)的功能異常表現(xiàn)引起的危害而導(dǎo)致不合理的風(fēng)險(xiǎn)。

[來源：GB/T34590.1-2022，3.67]

3.3

可靠性reliability

產(chǎn)品在給定的條件下和規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。

[來源：GB/T38187-2019，2.1.2.3]

3.4

故障處理時(shí)間間隔faulthandlingtimeinterval

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