射频技术在汽车轮胎压力监测中的应用

安装轮胎压力监测系统(TPMS)。飞思卡尔半导体公司的MPXY8300就是为满足这些即将实行的标准而设计的，MPXY8300可以安装在每个轮胎上(见图1)。芯片和电池一般安装在阀门柄处。用一个中央控制单元接收来自这些远程传感器的信息，并实时提供给司机。

如果司机使用TPMS，使轮胎压力一直保持在技术参数规定值之内，就有助于延长轮胎使用寿命，并且提高燃料效率。很少有人定期检查轮胎压力，而在整个使用寿命期内，轮胎压力可能差异很大。现在可以使用MPX8300完成这项工作了。

MPXY8300采用飞思卡尔的系统级封装(SiP)工艺，包括一个8位微控制器，一个SmartMOS射频发射器以及一个压力传感器。SiP也可以包含一个可选的单轴(Z)，或者双轴(Z加X)加速计，用来跟踪转动及位置。随着更多的混合技术被集合在一起，飞思卡尔因而一直致力于发展这种多芯片封装(参见“Innovative Packaging Technology Aims At Miniaturized Devices”，www.electronicdesign.com, ED Online 13521)。与微控制器和加速计相比，RF发射器采用的生产工艺不同)。

SiP将压力传感器暴露出来，保护其它元件不受恶劣环境的影响(见图2)。采用这种选择性封装，飞思卡尔可以将所有部件包含在单个芯片内，显著延长了SiP的使用寿命。其它外部元件包括一些电容、天线及一个锂离子电池。

飞思卡尔称，一般在10年期间内有两个或四个轮胎需要更换，之后电池也必须更换。电池寿命长的主要原因是，系统在此期间的大部分时间内都处于休眠状态。传感器信息只是间断性传送。

在SiP的8位S08微控制器中，32k字节闪存中的一半都是为标准固件保留的，留有很大的用户定制空间。系统在绝大多数时间内工作在休眠模式下，这是因为不是一直需要传感器信息。一般应用是周期性唤醒传感器，对其进行检查，并将信息传送给中央监测器。

可以提供评估套件，还有一对电池供电的评估板和一个基于USB的RF接收器。由于目前还没有单一标准，所以该功能设计为处理多种频率和调制方案。MPXY8300采用标准飞思卡尔BDM调试接口。开发工具包括Code Warrior Studio。

该TPMS SiP是为轮胎使用设计的，但其外围补充使其成为其它应用的一个有趣选择项，如在指示设备中。期望看到飞思卡尔推出更多的基于SiP的方案，以及TPMS平台的更多应用。该芯片提供有多种压力范围及不同加速度计配置。所有部件都是车用级。

作者：William Wong

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《Electronic Design》