NXP 반도체, SDV 엣지 노드용 모터 제어 솔루션으로 ‘S32’ 확장

소프트웨어 정의 전기자동차(Software-Defined Electric Vehicle)를 개발하는 엔지니어는 브러시 DC 모터에서 브러시리스 DC 모터(BLDC)와 영구자석 동기모터(PMSM)로 전환해야 한다. BLDC와 PMSM 모터는 작은 크기, 가벼운 무게, 높은 토크, 고효율로 전기자동차(EV)의 에너지 절감과 주행 거리 연장에 기여한다. 하지만 이러한 장점에도 불구하고 제어가 복잡하고 최첨단 FOC (Field Oriented Control) 알고리즘을 구현하기 위한 강력한 MCU가 필요하다.

이러한 수요와 과제를 반영해, NXP 반도체(NXP Semiconductors, 이하 NXP)는 7일(미국 현지시간) 확장 가능한 S32 차량 컴퓨팅 플랫폼을 기반으로 구축된 포괄적인 12V 모터 제어를 제공하는 통합 시스템인패키지(System-in-Package, SiP) 솔루션 S32M2 포트폴리오를 추가했다.   

특수 제작된 S32M2 모터 제어 솔루션은 펌프, 팬, 선루프 및 좌석 위치, 안전벨트 프리텐셔너, 트렁크 오프너 등에 사용되는 BLDC와 PMSM 모터에 최적화돼 있다. 
 

S32M2는 NXP의 모터 제어 유산과 S32 플랫폼의 소프트웨어 개발 이점을 결합하기 위해 S12 MagniV^®를 기반으로 개발된 제품이다. SiP 솔루션은 NXP의 S32K 마이크로컨트롤러(MCU)에 모터 제어에 필요한 전력 및 아날로그 기능뿐 아니라 소프트웨어 라이브러리를 추가한다. 이 솔루션은 소프트웨어 정의 전기차 시장의 요구사항을 충족하고 자동차 제조업체가 제품 개발을 최적화하고 S32 플랫폼 구현 전반에 걸쳐 소프트웨어 재사용을 극대화할 수 있도록 지원한다.   
S32M2는 더 많은 기능을 통합하면서 비용을 최적화할 수 있도록 성능 헤드룸을 유지하면서 효율적으로 작동할 수 있는 간단하고 강력한 모터 제어 기능을 지원한다. OEM은 모터 진단 테스트를 수행하고, 영역 컨트롤러로 데이터를 전송하고, 더 높은 성능을 위해 최적화해 애플리케이션에서 효율성을 개선하고 가청 소음을 줄여 탑승자의 편안함을 개선할 수 있다. 또한, FOC 센서리스 제어, 정류 제어 또는 전류 측정 모드와 같이 더 정숙한 작동 또는 더 효율적인 전력 소비를 위해 업데이트할 수 있는 최신 모터 제어 알고리즘을 사용할 수 있다. 알고리즘 최적화를 통해 소음을 10~15dB까지 줄일 수 있다. 개별 모터 제어 구현과 비교해 S32M2를 사용하면, OEM은 출시 기간을 단축하고 인쇄회로기판(PCB) 설치 공간, 설계 위험 및 BOM 비용을 줄일 수 있다.

마누엘 알베스(Manuel Alves) NXP 자동차 프로세싱, 범용 및 통합 솔루션 부문 수석 부사장 겸 총괄 책임자는 “자동차 제조업체는 NXP의 모델 기반 설계 툴킷을 사용해 개발 주기 초기에 Simulink 시뮬레이션을 시작하고 모델을 S32M2 하드웨어에 매핑할 수 있다. 이는 순수 소프트웨어 정의 접근방식이므로 자동차 제조업체는 S32 차량 컴퓨팅 플랫폼 전반에 걸쳐 소프트웨어 재사용을 최적화하는 동시에 S12 MagniV 포트폴리오의 성공을 기반으로 하는 기능 및 성능 향상의 이점을 누릴 수 있다.”라고 말했다. 
 
SiP 접근방식을 기반으로 하는 S32M2는 고급 컴퓨팅과 MOSFET 게이트 드라이버, CAN FD 및 LIN 통신을 위한 물리계층 인터페이스, 차량의 12V 배터리에 직접 내장된 전압 레귤레이터를 결합해 다양한 모터 제어 애플리케이션을 처리한다. 

NXP는 Arm과의 긴밀하고 오랜 파트너십과 공동 개발 노력을 통해 새로운 모터 제어 솔루션과 함께 전력 효율성 및 안전 기능 측면에서 Arm Cortex™-M 프로세서의 잠재력을 최대한 활용할 수 있게 되었다.

Arm Cortex-M4 또는 Cortex-M7 코어를 통합한 S32M2 시리즈는 128 KB ~ 1 MB의 메모리 옵션을 제공한다. 64핀 LQFP 패키지로 지원되므로 자동차 제조업체는 동일한 제품군 내에서 핀 간 호환성을 유지하면서 다양한 메모리 크기를 선택할 수 있다. 또한, ASIL B 기능안전을 위해 ISO 26262 인증을 받은 S32K의 개발 프로세스, S32 플랫폼의 입증된 보안 서브시스템(CSEc, HSE), S32K의 포괄적인 툴 및 소프트웨어 에코시스템을 활용한다.

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AEM_Automotive Electronics Magazine