T-BOX参考设计：一个基于S32K的车联网盒子

NXP管管

汽车的智能互联是当前汽车应用领域的一大技术热点，其中T-BOX是汽车智能互联技术的关键所在，它既是现有量产车辆实现联网的必备功能模块，也是未来智能驾驶汽车实现V2X的重要零部件。


实现汽车智能互联的车联网系统包含四部分——主机、车载T-BOX、手机APP及后台系统。其中，主机主要用于影音娱乐，以及车辆信息显示。而车载T-BOX（Telematics BOX的简称）主要用于和后台系统/手机APP通信，实现手机APP的车辆信息显示与控制。


当用户通过手机端APP发送控制命令后，TSP后台会发出监控请求指令到车载T-BOX，车辆在获取到控制命令后，通过CAN总线发送控制报文并实现对车辆的控制，最后反馈操作结果到用户的手机APP上。使用这个功能可以帮助用户远程启动车辆、打开空调、调整座椅至合适位置等。


由此可见， T-BOX是汽车智能互联技术的关键所在。T-BOX技术既是现有量产车辆实现联网的必备功能模块，也是未来智能驾驶汽车实现V2X的重要零部件。


响应市场所需，恩智浦的技术团队推出了基于S32K的T-BOX参考设计，为你的汽车智能互联应用开发加速！


硬件特性


这款T-BOX参考设计的硬件核心，是恩智浦基于32位Arm Cortex-M4F和Cortex-M0+内核的通用汽车级S32K系列MCU，该MCU可提供多种性能、存储器和外设功能选项，集成ISO CAN FD、CSEc硬件安全模块，可实现ASIL-B等级的ISO26262功能安全和超低功耗。同时，S32K还能提供免费的量产级软件开发套件(SDK)和S32 Design Studio IDE，以及AUTOSAR和MCAL支持，能够满足中低端T-BOX的系统需求。


在MCU具体的选型上，恩智浦的T-BOX/GP-ECU参考设计采用了最新推出的通用汽车电子微控制器S32K1xx系列的最大资源型号S32K148，充分利用其片内集成的丰富硬件外设资源和软件开发套件，为用户提供了开箱即可验证的汽车T-BOX解决方案的参考设计评估平台。

图1，基于S32K148的汽车T-BOX参考设计系统框图

参考设计的核心的硬件特性如下：


核心MCU为FS32K148UJT0VLQT, 片内集成运行频率高达112MHz并且带有DSP指令和硬件IEEE 1577单精度浮点数处理单元的ARM Cortex M4F内核，2MB Flash，256KB SRAM和4KB高性能模拟EEPROM。
板载集成丰富的通信接口：
3路CAN，支持CAN-FD
3路UART接口，其中两路支持LIN(通过SBC—UJA113x扩展)
1路100M-base TX1百兆汽车以太网接口(TJA1101作为收发器)
I2S接口音频采集输入、放大输出以及编解码芯片(SGTL5000)
支持1x立体声输入(LINE IN)和1x MIC输入
1x增益放大耳机输出和1x立体声输出(LINE OUT)
集成PLL时钟倍频器
集成数字数字音频处理器支持环绕声、音调调节和各种均衡
I2S互联通信接口
扩展8MB QSPI Flash存储器
提供T-BOX功能扩展模块接口
1 UART BLE蓝牙模块接口
1 UART GPS定位模块接口
1 UART 3G/4G通信模块接口
2个用户按键输入
2个电容触发感应输入
3色RGB LED
1路滑动变阻器ADC输入
提供23-pin 汽车ECU专用连接器接口，扩展通信连接和外部信号输入输出
2x 外部ADC输入；
2x HS PWM输出；
2x PWM输入；
兼容S32K148EVB
提供Arduino™ UNO兼容的扩展接口
可直接运行SDK样例工程

图2，基于S32K148的汽车T-BOX参考设计硬件资源

图3，恩智浦T-BOX参考设计关键物料BOM及特性

软件资源


恩智浦的T-BOX参考设计还提供产品级的NXP S32 SDK 驱动软件开发包，让应用开发更快捷。

图4，恩智浦T-BOX参考设计软件开发架构

为了方便用户快速开发自己的应用原型验证工程，S32K148 T-BOX GP-ECU参考设计提供了一套基于S32K SDK的板级支持包（BSP），为应用层提供硬件模块和S32K148外设的驱动接口(API)。在此基础上，还开发了T_BOX参考设计(T_BOX APP)、GP-ECU参考设计(GP_ECU APP)和BSP测试工程(BSP_TestPrj)。


通过软件分层，将硬件驱动抽象封装，保证代码质量的同时还能够提高代码复用效率，方便应用程序开发。

图5，恩智浦T-BOX参考设计相关应用和驱动软件

搭建演示系统


开发者可以基于上述这些软硬件资源，快速搭建T-BOX参考设计演示系统。


搭建基于S32K148的汽车T-BOX参考设计演示系统，除了S32K148 T-BOX参考设计板之外，还需要一些配套的功能模块，如图6所示。大家可以点击购买链接，自行采购。

图6，恩智浦T-BOX参考设计演示系统配套功能模块

接下来，如图7，将蓝牙模块、GPS模块和4G模块插入S32K148汽车T-BOX参考设计板。

图7，恩智浦T-BOX参考设计演示系统

通过23-pin ECU connector(J31)的1/9和16号pin给S32K148 T-BOX参考设计板提供12V的电源，如图8所示。

图8，恩智浦T-BOX参考设计演示系统连接ECU

大家可以按照以下步骤操作，完成演示系统的配置。


1. 将QSP中的t_box_demo工程导入到S32DS for ARM v2018.R1 IDE。
2. 根据自己的服务器地址或者域名，更改main.c中的DOMAIN值：

3. 给4G模块插入支持4G的卡，板子上电，下载程序。
4. 上电绿灯亮起表示网络初始化正常。
5. 运行服务端代码，打开网页，这时候应该会看到服务器上的数据信息。
6. 网页端显示的结果如图9所示：
在高德地图上显示车辆的实时GPS位置信息
车身信息(板载按键状态模拟车辆左右门，ADC采集结果模拟油量信息，RTC提供实时日历时间)
车辆姿态(板载三轴加速度传感器采集)
远程控制车辆(通过板载RGB LED模拟)

图9，恩智浦T-BOX参考设计演示系统网页端显示

现在，大家就可以开始体验恩智浦T-BOX参考设计的诸多功能了！


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作者：NXP        文章出处：NXP客栈

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