芯片作為電子設備的核心部件，，根據不同的應用領域被分為不同等級。工業級芯片適用于工業自動化、控制系統和儀器儀表等領域，對芯片的安全、穩定、防護能力等等有著較高的要求。這些芯片往往需要具備更寬的工業溫度范圍，能夠在更惡劣的工作環境下運行。

因此，本文將從靜電可靠性、EPWM控制、電阻觸摸屏三個方面入手，對Model3芯片進行詳細的介紹，以便大家對Model3的安全性、穩定性有著更為清晰的認識。

高達8KV的ESD HBM防護：工業級ESD天花板

Model3芯片的ESD設計從整個芯片防護及可能發生的ESD情形考慮：

• 每個I/O電路中設計相應的ESD保護電路包含二極管、MOS管、靜電泄放器的組合；
• 在發生ESD時能提供電源到地直接低阻抗電流泄放通道；
• 在合適的位置增加芯片電源和地引腳數量，有效增強抗ESD能力；
• 嚴格把控版圖設計，避免出現ESD薄弱環節。

靜電可靠性的相關驗證項目，主要包含HBM、CDM、LU。其中，ESD和CDM是面向半導體器件的靜電放電測試模型，在進行產品設計選型時，應盡量選擇ESD耐壓等級高的原器件。

如表1所示為JEDEC和AEC-Q100標準針對半導體器件HBM的靜電抗擾度等級劃分，表2所示為針對CDM的靜電抗擾度等級劃分。而AEC-Q100通常要求HBM通過級別為±2000V；CDM通過級別為±500V，角引腳±750V。

Model3芯片靜電可靠性項目測試結果如表3所示，其測試結果表現突出，遠超行業標準要求。在HBM項目上通過±4kV Class-3A級別，超出AEC-Q100要求的±2kV Class-2級別；在CDM項目上至少通過±750V C2b級別，超出AEC-Q100要求的±500V C2a級別。

高精度EPWM控制：滿足復雜機電控制

Model3芯片支持高精度電子脈寬調制（EPWM）控制，這確保了復雜電機控制和精細過程控制的需要得以滿足，從而使得Model3在控制應用中更加精準。

相比于傳統的PWM技術，Model3芯片增加了計數比較模塊。PWM的硬件設計，使用時基計數器產生鋸齒波信號，使用一個比較器可同時產生兩路PWM信號。 PWM模塊的硬件原理圖可簡化如下：

PWM模塊支持的功能特性有：

• 每個PWM通道可以產生兩個PWM輸出信號: PWMx0和 PWMx1，可遵循如下配置
• 兩個獨立的單邊輸出
• 兩個獨立的雙邊對稱輸出
• 一個獨立的雙邊非對稱輸出
• 專用的16位可配置周期和頻率的時基計數器（Time Base Counter）
• 系統時鐘100MHz
• 多種事件可配置產生對應的中斷

通過計數比較模塊，EPWM在處理PWM信號時能夠有效地防止在PWM周期內出現故障以及毛刺，提高了系統的穩定性和可靠性。EPWM能夠更加精確地控制PWM的占空比和頻率，從而實現對電機或其他負載的更精細控制。

內置4線電阻觸摸屏驅動：降低外圍BOM成本

Model3芯片將觸摸屏驅動集成到芯片內部，簡化系統設計和硬件布局，簡化對外部原件和接口的需求，降低了外圍BOM成本；同時因為減少了外部干擾和噪聲，觸摸屏的性能也更加穩定。

RTP模塊特性：

• 支持4線RTP，即X+、X-、Y+、Y-
• 支持壓力感應
• 支持最多2點觸摸
• 支持采樣濾波，濾波參數可配置
• 支持觸摸檢測中斷
• FIFO深度16

RTP需要依賴ADCIM模塊（統一管理硬件通路和處理信號校準），其關系如圖：

對于一次RTP的點擊動作，會有4個相關的采樣點，這些采樣點的選擇和控制方式可以有不同的組合，分為兩大類采樣模式：

手動模式

手動去配置硬件4個采樣點的電路信號，來組合得到XN、YN、ZA、ZB等采樣數據。

自動模式

自動模式意味著硬件自動配置電路，直接輸出XN、YN、ZA、ZB等采樣結果。 在自動模式中，根據采樣數據是否連續進行又分為：

• Period sample：周期采樣，硬件會按照配置的周期自動采集和上報數據
• Single sample：為避免和“單個采樣點”混淆，稱作非周期采樣，由軟件觸發完成一次采樣

總結

1. Model3芯片具備高達8KV的ESD HBM防護，在惡劣的工業環境中能夠抵抗各種電磁干擾，提升系統可靠性；
2. Model3芯片支持高精度電子脈寬調制（EPWM）控制，能夠滿足復雜電機控制和精細過程控制的需要，在控制應用中更加精準；
3. Model3芯片內置4線電阻觸摸屏驅動，為用戶提供便捷的交互途徑，降低了外圍BOM成本。