帝奥微：车规级多路开关检测接口(MSDI) DIA74124

　　随着汽车电动化和智能化不断的发展，汽车车身控制模块需要对包括门锁、车窗、各种传感器、内饰和外饰照明、雨刮器和转向灯等控制信号及时检测。

　　在实际应用中，需要检测的数量有几十甚至上百个。针对该应用，帝奥微推出国内首款车规级多路开关检测接口(Multiple Switch Detection Interface)产品DIA74124，可满足汽车和工业应用中的多档位模拟开关和数字开关的检测，实现集成化且灵活的多开关检测解决方案。

　　01.典型应用

　　DIA74124是一款24通道MSDI器件，器件内置一个10位ADC和一个比较器，集成可配置6个档位的湿性电流功能，支持连续模式和轮询模式检测;内置电源自检、过压欠压报警、过温报警等功能，器件支持SPI数字接口。24通道输入信号均可承受-24V到40V的电压范围。器件采用TSSOP-38引脚封装，符合AEC-Q100规范，适用于汽车标准的Grade1温度范围(-40°C至125°C)。

　　DIA74124可监控多达 24 路开关信号输入，其中 10 路输入可以配置用于接地或接电池的开关(IN0-IN9)。工作电压范围4.5V到36V。

　　02.产品优势

　　1.) 节省系统PCB尺寸50%以上

　　DIA74124单芯片集成了湿性电流、ADC和比较器、多路复用开关，内置ESD保护等功能。多路开关信号检测电路外部分立元件器数量少。分立方案和MSDI方案对比如下：

　　相比于分立方案，实现24通道开关信号检测方案优势如下：

　　2.) 几十微安功耗轮询检测模式

　　DIA74124支持两种检测模式：连续模式和轮询模式。

　　在连续模式下，每个使能通道的湿性电流持续施加，如图5所示。而在轮询模式下，湿性电流施加于检测通道的时间可配置 64μs~2048μs 共13个档位，如图6所示。在连续或轮询模式下，当检测端口状态有变化时，DIA74124会根据用户设置产生中断，并上报给MCU。

　　由于DIA74124具备灵活的通道检测和报警功能，极大释放了MCU在通道轮询检测方面的资源，支持将MCU配置为休眠状态。同时，芯片轮询模式下工作电流为几十微安，配合MCU的休眠模式可以达到系统级低功耗的效果。

　　3.) 支持湿性电流

　　DIA74124每路输入可配置6个档位的湿性电流：(0mA、1mA、2mA、5mA、10mA 和15mA)。使用较大档位的湿性电流能在开关接触点闭合瞬间，形成微弱电火花，烧蚀接触表面的氧化层和杂质，避免发生机械接触点闭合时开路。

　　内置湿性电流源具有较高精度，随电源电压波动变化小，可以更灵活和精确的检测外部开关状态，特别是多档位模拟开关的状态。内置湿性电流，节省了外围分立器件电路，使得开发人员的电路设计和调试更简单。

　　4.) 内置ADC和比较器

　　DIA74124内置一个10-bit ADC转换器和一个比较器。ADC用于模拟开关信号检测，每一路可以在ADC满量程范围内根据应用设置2-5个检测阈值。比较器用于数字开关信号检测，可以设置4个检测阈值。每个通道根据应用都可配置为ADC或比较器检测方式。ADC也可用于系统电路中电源电压回采或者传感器模拟信号采样测量。

　　ADC或比较器检测模式，均可将检测值或与阈值比较后的高、低状态分别存于指定寄存器，以便MCU通过SPI接口读取。

　　5.) 检测口可承受高压和负压

　　DIA74124工作电压范围为4.5V到36V，可以直接从车上12V供电。考虑汽车在12V电源跳变的复杂工况及需要满足ISO16750测试，DIA74124的24通道可承受-24V到40V的电压范围，输入信号通路上无需使用更多的防反和分压器件。器件还支持OTP，OVP，UVP保护功能。

　　6.) SPI接口和中断功能

　　DIA74124支持最高4MHz SPI接口。加上中断管脚和复位管脚，器件和MCU的通讯仅需要使用6个GPIO，大大减少了MCU的管脚使用数量。

　　器件配合中断唤醒MCU功能，能实现更低功耗的整体系统方案。

　　信号检测中，在第一次检测循环结束后产生第一个中断信号，在随后的检测周期中，开关状态变化、电源过压、欠压、芯片过温等均可被灵活设置为中断源，MCU可实时读取以上中断源的状态。

　　03.

　　主要功能特性

　　Main Functional Features

　　• 符合AEC-Q100规范

　　• 供电电压范围：4.5-36V

　　• 24通道输入信号可承受-24V到40V的电压范围

　　• 可配置6档位湿性电流(0mA、1mA、2mA、5mA、10mA 和 15mA)

　　• 支持连续工作模式和轮询工作模式

　　• 器件内置10 bit ADC和比较器

　　• 支持4MHz的SPI通信接口

　　• 轮询模式下工作电流几十微安

　　• 封装尺寸: TSSOP-38

　　高性能模拟开关和IO扩展器件作为帝奥微信号链的“硬核”产品之一，经过不断的技术升级与突破，产品众多，性能优越，国内市占率第一。目前已经量产的产品包含通用模拟开关、高速MIPI开关、高速USB开关、高保真音频开关等。DIA74124已经正式送样，广泛应用于汽车BCM/ZCU/BMS等产品上多路信号检测，也可应用于工业IO模块等产品。