S12 MagniVのメリット｜ECUの小型化および開発加速に貢献

汎用マイコンを統合マイコンS12 MagniVに置き換えることでどのようなメリットがあるのでしょうか？

電動化が進む車載分野において、車両の軽量化と空間効率の最適化を図るために、ECU開発メーカーにはECUの小型化と短期開発が求められています。S12 MagniVは、このような車載分野での小型化と短期開発のニーズに応えます。

例として、CANで外部と通信してLEDの点灯を制御するECUを考えてみましょう。

通常の汎用マイコンを使用する場合、制御や演算を行うための汎用マイコン、マイコンや周辺部品に必要な電源を供給するレギュレーターIC、CAN通信を行うためのPHY、LEDを駆動するためのドライバICなど複数の部品をPCB（プリント基板）上に搭載する必要がありました。

S12 MagniVはこれらの機能をワンチップで実現できるので、PCBの部品点数を削減することができるのです。

S12 MagniVを使用したモーター制御アプリケーション向けのソリューション例も見てみましょう。

これは、NXPの3相永久磁石同期モーター (PMSM) 電動ウォーターポンプのリファレンスデザインです。

S12ZVMファミリーのS12ZVML64を搭載しています。S12ZVL64のパッケージが64LQFP-EP (10mmx10mm) なので、S12 ManiVを使うことでPMSMアプリケーションをとてもコンパクトにPCB上に実装できることがわかります。

このように、S12 MagniVにはECU開発において 実装面積の低減（小型化）、BOMコストの低減、製造プロセスの効率化・製造品質の向上、システム開発の簡素化 などのベネフィットがあるのです。

S12 MagniV シリーズ・ラインナップ

S12 MagniVシリーズ・ラインナップを御覧ください。

中央のFeature列に製品の特徴が記載されており、製品ファミリー間での仕様の違いを比較できます。

中央から左がセンサーインターフェイス向け、右がモーターコントロール向けのファミリーです。

製品ファミリーの違いを少し見てみましょう。

例えば、最も下の2行のモータードライバー機能「Gate Driver」「Relay Driver」は、モーターコントロール向けファミリーにだけ搭載されています。つまり、モータードライバーを搭載していないファミリーがセンサーインターフェイス向けに分類されます。

下から4行目の「Comm . PHY」は、搭載している通信PHYの種類がLINまたはCANのどちらかを示しています。

どの製品ファミリーにすればいいか選ぶ際には、まずこちらのラインナップを御覧ください。

S12 MagniVシリーズの仕様をもっと細かく比較したい方は、NXP公式サイトの パラメトリックサーチ をご利用ください。

S12VR｜リレー駆動のDCモーター

S12VRは、リレー駆動のDCモーターに最適なデバイスです。

推奨アプリケーションは、車載パワーウィンドウ、サンルーフ、LINスレーブノードなど。

• CPUにはNXP独自の16bit S12コアを搭載し、最大バス速度は25MHzです。内蔵ROMは最大64KBです。
• レギュレーターを内蔵しており、マイコンの電源入力ピンに車載12Vバッテリーを直接入力して動作できます。
• 外部システムとの通信用にLIN PHYを内蔵しているので外付けは不要です。
• 2つのローサイド・ドライバーを搭載していますので、外付けリレーを駆動して双方向ブラシDCモーターを制御できます。LEDとスイッチへの電源供給に使用できるハイサイド・ドライバーを搭載しています。
• プログラマブル抵抗電圧分圧器を内蔵した12V入力が可能なHigh Voltage Input端子を搭載しています。HVI入力は内部でADCに接続されているので、外部に抵抗分圧器を設けることなく12V系の信号を監視できます。
• メモリー、パッケージ、使用温度などのオプションは右下に記載しています。この製品は最大Ta=125℃です。

もっと詳しく知りたい方は NXPのS12VR公式サイト を御覧ください。

S12ZVM｜センサーレスBLDC、PMSM

S12ZVMは、センサーレスBLDC、PMSMなどに最適なデバイスです。

推奨アプリケーションは、車載冷却ファン、HVACブロワーなど。

• CPUにはNXP独自の16bit S12Zコアを搭載し、最大バス速度は50MHzです。
• 内蔵ROMは最大256KBです。
  • オプションでCAN PHYを内蔵した製品もあります。
• モーター駆動用に6chゲート・ドライバーを搭載しています。ゲートドライブ能力はmax.150nC、ハイサイド用チャージポンプとブートストラップダイオードを内蔵しています。
• プログラマブルな12bitリストベースADCを搭載しており、モーターを駆動するPWMと同期しながらモーター電圧の測定が可能です。
• 電流センス用アンプを2つ搭載しています。
• メモリー、パッケージ、使用温度などのオプションは右下に記載しています。この製品は最大Ta=150℃です。

もっと詳しく知りたい方は NXPのS12ZVM公式サイト を御覧ください。

S12ZVL｜スイッチやセンサー用LINノード

S12ZVLは、スイッチやセンサーのLINノードなどに最適なデバイスです。こちらの製品はモータードライバーを省くことでチップの小型化を実現しています。

推奨アプリケーションは、センサー、アクチュエーター、スイッチパネルなど。

• CPUにはNXP独自の16bit S12Zコアを搭載し、最大バス速度は32MHzです。
• 内蔵ROMは最大128KBです。
• 外部センサーの電源供給用に20mAまでソース可能なGPIO（EVDD）、外部LEDから25mAまでシンク可能なGPIO（NGPIO）を搭載しています。
• メモリー、パッケージ、使用温度などのオプションは右下に記載しています。この製品は最大Ta=150℃です。

もっと詳しく知りたい方は NXPのS12ZVL公式サイト を御覧ください。

S12ZVC｜センサーやアクチュエーター用CANノード

S12ZVCは、センサーやアクチュエーターのCANノードなどに最適なデバイスです。こちらの製品もモータードライバーを省くことでチップの小型化を実現しています。

推奨アプリケーションは、センサー、アクチュエーター、CANベースのユーザインタフェースなど。

• CPUにはNXP独自の16bit S12Zコアを搭載し、最大バス速度は32MHzです。
• 内蔵ROMは最大192KBです。
• 外部システムとの通信用にCAN PHYを内蔵していますので、外付けは不要です。
• メモリー、パッケージ、使用温度などのオプションは右下に記載しています。この製品は最大Ta=150℃です。

もっと詳しく知りたい方は NXPのS12ZVC公式サイト を御覧ください。

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S12 MagniVの主な製品ファミリーの特徴をワンページャーで説明してきました。

ニーズにあったS12 MagniVを選ぶ際には、まずモーターコントールかセンサーインターフェイスかを選び、つぎにシリーズ・ラインナップを見てCAN/LIN通信やメモリサイズなどの必要機能を搭載した製品ファミリーがあるかどうかを探してみてください。

S12 MagniV評価ボード

基板が緑色の少し大きめの評価ボードは、基板上に多くのスイッチやコネクタなどが実装されています。マイコンのピンモニタ端子も多く配置されているので、汎用性の高いボードといえます。

基板が青色の評価ボードは小型でArduinoに対応しています。マイコンのピンモニタ端子が少ないため、あまり多くのことはできませんが、安価に入手できます。

S12 MagniVのソフトウェア開発ツール

S12 MagniVのデバッガーはPEmicroのUniversal Multilinkシリーズを推奨しています。

型番にFXがついているものは、通信速度が早いモデルです。

S12 MagniVのソフトウェア開発は、NXPが提供する統合開発環境CodeWarrior®を使用します。CodeWarriorでは、Cコーディングとコンパイル、デバッグ、Flashプログラミングができます。

S12コアを搭載するS12ZVRが対応するのはCodeWarrior for HSC12(X) (Classic IDE)、S12Zコアを搭載するS12ZVM/ZVL/ZVCが対応するのはCodeWarrior for MCUs (Eclipse IDE) です。同じMagniVシリーズでもファミリーによって対応するCodeWarriorのバージョンが異なるので注意してください。