汽车控制器硬件需求编制方法及模板

mengmianren

车载控制器硬件设计概述
硬件的设计流程在消费类电子与车规级上基本是保持一致的，包括项目需求书及项目开发计划、核心物料选型、原理图设计、原理图评审、设计PCB、PCB评审、打样、测试、生产，主要区别在于如物料需要选择车规级物料、开发需要考虑功能安全因素、测试需要根据车规标准进行测试等。通过《控制器子系统需求》、《电子电器系统需求规范》、《电子电器架构设计规范》、《传感器执行器特性说明书》等进行设计输入材料导出子系统硬件需求规范。设计硬件需要着重考虑：

产品的功能、性能、结构要求哪些功能硬件实现、哪些功能软件实现硬件电路的使用环境要求确定物料的选择通讯方式、协议要求电源的类型和要求主芯片型号的确定输入输出信号的数量、类型确定输入、输出器件的类型及型号，确定输出的驱动方式，确定输入信号的调理（滤波是通过硬件滤波，还是软件滤波），输出信号的数量、类型、负载能力

子系统硬件需求规范模板变更记录（在软件需求修改、评审、变更的过程中需要记录的一些信息，变更条目，变更时间，变更人等）文档编制目的文档的应用范围（车型及平台以及项目名称）1缩略语和引用文件1.1缩略语1.2引用文件2 子系统硬件需求
子系统功能硬件需求清单常见的控制器信号类型有：PWM输出、高有效输出、低有效输出、高有效输入、低有效输入、ADC输入、5V输出、CAN/LIN总线等。
2.1子系统硬件功能总体框图
类似于下方的图，总体简要的描述硬件所需要实现的功能。



2.2子系统硬件子功能1（电源模块）2.1.1 子系统硬件功能1描述2.1.2 子系统硬件功能1原理图2.1.3 子系统硬件功能1接口描述

序号	信号名称	信号类型	输入输出	有效性

2.2子系统硬件子功能2（DO模块）2.2.1 子系统硬件功能2描述2.2.2 子系统硬件功能2原理图2.2.3 子系统硬件功能2接口描述2.3子系统硬件子功能3（通讯模块）2.3.1 子系统硬件功能3描述具有2路 CAN， 一路为标定CAN，一路为整车通讯CAN；波特率要求为500kpbs；2.3.2 子系统硬件功能3原理图



单片机IO CANH、CANL管脚输出的电平与CAN电平都是不兼容；所以在设计电路的时候，需要电平转换，从而需要加入CAN电平转换芯片。CAN芯片的信号选择NXPTJA1043，该芯片支持休眠唤醒。U2是共模电感，用于消除CANH及CANL差分信号线上的共模噪声，C3、C4为信号线上的滤波器电容，为噪声提供低阻抗的回流路径，以滤除总线上的高频干扰，D3为暂态抑制二极管，在靠近端口的信号线中添加防护设备TVS管路，以防止外部强烈干扰通过端口耦合到内部PCB。在传输线路的末端加上终端匹配120Ω电阻，使得信号到达传输线路的末端后不进行反射，同时C2电容起到快速平衡电压的作用，可以帮助稳定母线上的隐性电压水平，让CANH和CANL电压保持对称。2.3.3 子系统硬件功能3接口描述INPUT CANRX CAN发送接口OUPUT CANTX CAN接收接口2.4子系统硬件子功能4（DI模块）2.4.1 子系统硬件功能4描述2.4.2 子系统硬件功能4原理图2.4.3 子系统硬件功能4接口描述2.5子系统硬件子功能5（ADC模块）2.5.1 子系统硬件功能5描述2.5.2 子系统硬件功能5原理图2.5.3 子系统硬件功能5接口描述
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3 控制器工作要求（休眠唤醒要求，工作电压要求）满足XX标准第x章第x项目的要求工作电压范围 9~16V。控制器能通过CAN唤醒，KL15唤醒等。4 机械环境要求振动可靠性满足XX标准第x章第x项目的要求冲击可靠性满足XX标准第x章第x项目的要求5 气候环境要求满足XX标准第x章第x项目的要求使用温度范围：-40℃~125℃使用湿度范围：≤95%RH防护等级：IP676 电磁环境要求满足XX标准第x章第x项目的要求7 功能安全硬件需求HSR（后期作为专题输出合集）