AX58101內建雙百兆以太網(wǎng)PHY與雙MII接口，并支持ESC端口0/2互換，為多分支EtherCAT網(wǎng)絡拓撲設計提供更高的靈活性與成本效益。

[臺灣新竹訊,2025年10月8日] 

亞信電子（ASIX Electronics Corporation）長期深耕工業(yè)以太網(wǎng)芯片領域，持續(xù)投入研發(fā)創(chuàng)新，致力于為全球工業(yè)自動化與智能制造市場提供高性能、低延遲且高度可靠的網(wǎng)絡解決方案。隨著智能工廠、機器人及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）等應用對實時通信與精準控制的需求不斷攀升，亞信電子順應市場趨勢，推出新一代AX58101 EtherCAT子設備控制器。該芯片整合雙百兆以太網(wǎng)PHY與雙MII接口，并支持ESC端口0/2互換功能，為多分支EtherCAT網(wǎng)絡拓撲設計提供更高的靈活性與成本效益，加速客戶導入高速且穩(wěn)定的工業(yè)通信架構。

高度集成設計與多元接口，全面提升系統(tǒng)靈活性 

AX58101采用高度集成架構設計，內建雙百兆以太網(wǎng)PHY與雙MII接口，靈活支持直通、分支與樹狀等多種EtherCAT網(wǎng)絡拓撲。其ESC端口0/2互換功能，使系統(tǒng)設計者在面對機構與布線限制時，仍能優(yōu)化網(wǎng)絡配置，降低PCB復雜度與BOM成本。結合高性能通信核心與多元制程數(shù)據(jù)接口（PDI），AX58101可廣泛應用于電機控制、傳感器數(shù)據(jù)采集等多種工業(yè)場景。

主要特點與優(yōu)勢： 

– 雙百兆以太網(wǎng)PHY與雙MII接口：支持直通、分支、樹狀拓撲；ESC端口0/2互換提升設計靈活性與成本效益。 

– 高性能通信核心：8KB RAM、8個FMMU、8個同步管理器、64位分布式時鐘，確保低延遲與高精度同步。 

– 靈活PDI接口設計：提供本地總線與SPI Slave接口，可快速連接外部微處理器，提升系統(tǒng)整合效率。 

多元應用場景，全面提升市場競爭力 

憑借高度集成架構與多樣化PDI接口設計，AX58101可靈活部署于各類工業(yè)自動化設備： 

– 電機與運動控制：通過PDI接口連接微控制器，實現(xiàn)高精度位置與速度控制，適用于機械臂、AGV自動搬運車等設備。 

– 傳感器數(shù)據(jù)采集：通過PDI接口連接微控制器，整合溫濕度、紅外線等傳感器，應用于智能工廠環(huán)境監(jiān)控與制程質量檢測。 

– 數(shù)字I/O控制：支持32路數(shù)字I/O，通過FMMU獨立控制每一路信號，適用于高速觸發(fā)、輸出控制與狀態(tài)監(jiān)測。 

– EtherCAT分支模塊：支持多分支網(wǎng)絡拓撲設計，提升系統(tǒng)擴展性與布線靈活性。 

這些應用不僅幫助設備制造商快速導入EtherCAT實時通信能力，更能打造高性能、低延遲與高可靠性的產品，增強市場競爭力。 

完整設計支持，加速產品上市 

亞信電子同步提供AX58101評估板與免費的開發(fā)板支持套件（BSP），內容包含產品規(guī)格書、參考電路圖、PCB布線圖、軟硬件開發(fā)文件及示例代碼，協(xié)助客戶快速完成設計與驗證。結合即時且專業(yè)的技術支持，幫助客戶有效縮短開發(fā)周期，加速產品上市并提升市場競爭力。

關于亞信電子

亞信電子股份有限公司成立于1995年，公司設立于臺灣新竹科學工業(yè)園區(qū)，為一專業(yè)的工業(yè)/嵌入式網(wǎng)路與橋接器相關IC芯片設計廠商，2009年股票正式于臺灣柜買中心掛牌交易（股票代號：3169）。主要產品為工業(yè)以太網(wǎng)芯片，USB以太網(wǎng)芯片，嵌入式以太網(wǎng)芯片，串并口I/O橋接器，RS-232/RS-485收發(fā)器，網(wǎng)路微控制器/USB KVM單片機等。本公司已榮獲ISO 9001及14001的國際品質認證，這些殊榮彰顯了亞信對全球品質標準的堅持和承諾。需要更多產品相關資訊，歡迎訪問亞信電子官網(wǎng) www.asix.com.tw 或通過電子郵件 sales@asix.com.tw 聯(lián)系亞信業(yè)務團隊。

[臺灣新竹訊,2025年9月9日]

亞信電子（ASIX Electronics Corporation）將在“第25屆中國國際工業(yè)博覽會－工業(yè)自動化展（IAS 2025）”上，發(fā)布多項最新工業(yè)通信與控制技術成果，包括USB PTP硬件時間戳方案、EtherCAT從設備微控制器、TSN PCIe網(wǎng)卡、多功能I/O橋接器與IO-Link軟件協(xié)議棧。展會將于2025年9月23日至27日在上海國家會展中心舉行，亞信電子展位號為6.1H-D160。

展出亮點一：EtherCAT與TSN芯片，打造高效工業(yè)以太網(wǎng)架構

亞信電子推出最新AX58101 EtherCAT從設備控制器，內建雙百兆以太網(wǎng)PHY與雙MII接口，支持ESC端口0與端口2互換功能，為EtherCAT分支器模塊設計提供更高的靈活性與成本效益。該芯片支持多種通信協(xié)議與控制接口，廣泛應用于電機與運動控制、數(shù)字I/O控制、傳感器數(shù)據(jù)采集、機器人轉軸控制、EtherCAT轉IO-Link網(wǎng)關等工業(yè)自動化場景。

同時展出的AXM57104A四端口TSN PCIe網(wǎng)卡，支持802.1AS、1588v2、802.1Qav、802.3br/802.1Qbu、802.1Qbv、802.1Qci與802.1CB等多項TSN標準，并可整合OPC UA技術，實現(xiàn)OT與IT網(wǎng)絡融合。該網(wǎng)卡具備32路同步I/O與單路PPS時鐘輸出，提供高精度時間同步解決方案。

展出亮點二：PCIe/USB多功能I/O控制器與IO-Link協(xié)議棧

亞信電子將展示AX99100A PCIe轉多I/O控制器，支持4S、2S+1P、2S+SPI與本地總線等四種I/O模式，滿足嵌入式系統(tǒng)與工業(yè)自動化設備對多樣化外圍接口的需求。另有AX78140與AX78120 USB轉多I/O控制器，具備即插即用的多串并口接口轉換能力，適用于工業(yè)電腦、數(shù)據(jù)采集卡、測量儀器、POS收銀機與醫(yī)療設備等。

此外，亞信電子提供完整的AX58400 EtherCAT轉IO-Link網(wǎng)關與IO-Link設備軟件協(xié)議棧，協(xié)助客戶導入最新IO-Link智能傳感器與執(zhí)行器，應用范圍涵蓋溫濕度、壓力、光電、圖像、ToF手勢傳感器、智能LED燈塔、閥門執(zhí)行器、IO-Link集線器與閥島等，全面打造高性能、高靈活性的智能制造環(huán)境。

展出亮點三：USB PTP硬件時間戳，即插即用精準同步

針對智能聯(lián)網(wǎng)設備需求，亞信電子推出AX88279與AX88179B USB 3.2轉2.5G與1G以太網(wǎng)控制芯片，支持CDC-ECM/NCM標準協(xié)議，可在macOS、Windows、Linux、Android、Chrome OS及Nintendo Switch等平臺上實現(xiàn)免驅動、即插即用。該系列芯片支持精確時間協(xié)議（PTP），在Linux平臺下可實現(xiàn)低于100ns的USB PTP硬件時間戳精度，為工業(yè)自動化系統(tǒng)提供高效且精準的時間同步能力。

誠邀蒞臨IAS 2025，共創(chuàng)智能制造新未來

亞信電子誠摯邀請業(yè)界先進于2025年9月23日至27日蒞臨上海國家會展中心，參觀“第25屆中國國際工業(yè)博覽會－工業(yè)自動化展（IAS 2025）”，在6.1H-D160展位與技術團隊交流最新工業(yè)通信與控制技術，共同探索高效、精準、智能的工業(yè)通信控制新未來。

關于亞信電子

亞信電子股份有限公司成立于1995年，公司設立于臺灣新竹科學工業(yè)園區(qū)，為一專業(yè)的工業(yè)/嵌入式網(wǎng)路與橋接器相關IC芯片設計廠商，2009年股票正式于臺灣柜買中心掛牌交易（股票代號：3169）。主要產品為工業(yè)以太網(wǎng)芯片，USB以太網(wǎng)芯片，嵌入式以太網(wǎng)芯片，串并口I/O橋接器，RS-232/RS-485收發(fā)器，網(wǎng)路微控制器/USB KVM單片機等。本公司已榮獲ISO 9001及14001的國際品質認證，這些殊榮彰顯了亞信對全球品質標準的堅持和承諾。需要更多產品相關資訊，歡迎訪問亞信電子官網(wǎng) www.asix.com.tw 或通過電子郵件 sales@asix.com.tw 聯(lián)系亞信業(yè)務團隊。

??先搞懂：ToF 芯片到底是啥？

簡單說，ToF 芯片就像設備的 “電子眼睛”—— 通過發(fā)射光信號并計算反射時間，精準測量物體距離，還能感知空間輪廓。從手機的貼近息屏、人臉識別，到智能家居的人體感應、機器人避障，都離不開它！

??橫向 PK：這些核心參數(shù)決定 “實力”！

ams OSRAM 的 ToF 芯片家族里，TMF8701、TMF8801/05/06、TMF8820/21(熱門款)、TMF8828/29(新款)各有亮點，關鍵參數(shù)直接對標需求??

??熱門 & 新款推薦：按需 pick 不踩坑！

• 入門小而美：TMF8701

單區(qū)域檢測，0mm 近距離精準測距，2.2×3.6mm 超小封裝，適合手機聽筒距離感應、智能穿戴貼近亮屏，性價比拉滿～

• 熱門主力款：TMF8820/21?
• 低功耗: ?TMF8806

帶 “Hot” 標簽的明星款！8×8/16×16 等多區(qū)域檢測，抗光能力強(350lux 下測 250cm)，而TMF8806更是提供了1.2V低壓供電，滿足產品低功耗設計要求。手勢控制、智能家居人體感應選它，穩(wěn)定又能打～

• 新款實力派：TMF8828/29

剛出爐的 “New” 款！最大 80° 對角視場角(4:3比例)，適配更多場景；350lux 下測距 450cm-500cm，戶外機器人、安防設備閉眼入～

??總結：選 ToF 芯片看這 3 點！

1. 場景需求：近距離感應選單區(qū)域(如TMF8701)，復雜手勢 / 3D 建模選多區(qū)域(如 TMF8820)；
2. 環(huán)境適配：戶外用選抗光強的(如TMF8829)，室內輕薄設備選小封裝低功耗款；
3. 精度要求：刷臉、避障等高精度場景，優(yōu)先 ±3% 誤差的型號(如TMF8801 系列)。

ToF 芯片藏著設備 “聰明” 的秘密，你家的智能設備里可能就有它們的身影～ 你覺得 ToF 技術未來還能用到哪些場景？評論區(qū)聊聊～ ??

論壇上，集佰睿重點展示兩大核心方案：一方面，推出簡單快速的硬件 EtherCAT 主站解決方案 ECM – XF，以 “解決 EtherCAT 協(xié)議轉換、主站開發(fā)難題、保障系統(tǒng)穩(wěn)定、適配二次開發(fā)” 為目標，搭配清晰產品架構與 Ethernet 轉 EtherCAT、主站控制等方案，助力企業(yè)高效搭建主站系統(tǒng)；另一方面，針對機器人關節(jié)控制，帶來 AX58100 LT、AX58200 BI、AX58400 BI 等從站方案，通過產品對比表清晰呈現(xiàn)特性，覆蓋 EtherCAT 高速 IO、從站控制、多軸同步等開發(fā)方向，為機器人關節(jié)精準控制提供支撐。

現(xiàn)場，集佰睿的技術方案因貼合行業(yè)對高效、精準電機控制的需求，吸引眾多參會者交流探討。通過本次論壇，集佰睿不僅展現(xiàn)了在 EtherCAT 電機控制應用的技術實力，也為行業(yè)伙伴提供了更具創(chuàng)新性與實用性的解決方案，助力電機驅動與控制領域技術升級，期待其后續(xù)持續(xù)為行業(yè)輸出更多價值。

2. 標準使用狀態(tài)

3. 驅動器外觀簡介&產品規(guī)格

• 1. 24V 電源和 CAN 通信集成端子；
• 2. 硬件版本及鐳雕二維碼；
• 3. MCU 下載口；
• 4. CAN 通信測試點；
• 5. 指示燈；
• 6. 安裝孔；
• 7. “C、A、B”是三相繞組焊接點；

產品規(guī)格
額定工作電壓	24VDC
允許最大電壓	28VDC
額定工作電流	6.5A
最大允許電流	23A
待機功耗	≤18mA
CAN 總線比特率	1Mbps
尺寸	Φ58mm
工作環(huán)境溫度	-20℃至50℃
控制板允許最大溫度	80℃
編碼器分辨率	14bit（單圈絕對值）

4. 驅動器接口圖，接口品牌型號

序號	板端型號	品牌廠家	線端型號	品牌廠家
1	XT30PB (2+2)-M.G.B	AMASS	XT30(2+ 2)-F.G.B	AMASS
2	2.0mm-2P焊盤	/	2.0mm-2P探針	/
3	2.54mm-4P焊盤	/	2.54mm-4P探針	/

5. 驅動器接口引腳定義

6. 驅動器指示燈定義

指示燈定義
電源指示燈（亮時紅燈）	用于指示 MCU 3.3V電源情況，總電源輸入 24V時， 該燈亮紅色，則證明整個網(wǎng)絡供電正常； 如果 24V 輸入電源時， 該指示燈不亮需要立刻斷掉電源；
信號指示燈（亮時藍燈）	當信號燈閃爍時，證明 MCU 運行正常； 并且驅動芯片運行正常；

7. 主要器件及規(guī)格

序號	項目	規(guī)格及型號	數(shù)量
1	MCU 芯片	GD32F303RET6	1pcs
2	驅動芯片	6EDL7141	1pcs
3	磁編碼器芯片	AS5047P	1pcs
4	熱敏電阻	NXFT15XH103FEAB021 NCP18XH103F03RB	2pcs
5	功率 MOS	JMGG031V06A	6pcs

8. ams ORSAM：AS5047P磁編的優(yōu)勢

• 1. 所有產品均支持DAEC(動態(tài)角度誤差補償)，此技術可讓電機在高速旋轉時大大降低系統(tǒng)延遲
• 2. AS5047系列-40 to 125的工作溫度 屬于工規(guī)產品AS5147/AS5247系列-40 to 150的工作溫度屬于車規(guī)產品；
• 3. AS5047U ABI可達到14bit, 轉速28000轉/分鐘，是AS5047系列中最高的，且支持DFS（動態(tài)過濾系統(tǒng)）綜合性價比最高；
• 4. AS5047P/AS5047U 為 Pin to Pin 產品。

SOEM（Simple Open EtherCAT Master）和訊成的ECM-XF是兩個不同的以太網(wǎng)通訊解決方案，它們都支持EtherCAT協(xié)議，但應用場景和特性有所不同。
以下是兩者的對比：

基本概念

SOEM (Simple Open EtherCAT Master)
SOEM是一個開源的EtherCAT主站（Master）軟件庫，允許開發(fā)者在各種硬件和操作系統(tǒng)上實現(xiàn)EtherCAT協(xié)議。它基于C++編寫，可與支持EtherCAT的硬件設備通信。SOEM專為用戶提供低成本、靈活且可擴展的EtherCAT主站解決方案，適合嵌入式系統(tǒng)或專用設備的開發(fā)。

我們將此類型的主站稱之為“軟主站”。

ECM-XF (訊成的EtherCAT Master芯片)
ECM-XF是訊成（NEXTW）提供的專業(yè)EtherCAT主站芯片，旨在用于高效的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)。它可作為嵌入式控制系統(tǒng)中的EtherCAT通訊模塊，提供穩(wěn)定的以太網(wǎng)通訊能力，適用于高可靠性和高性能場景。ECM-XF通常作為硬件設備使用，內置EtherCAT主從協(xié)議支持，更注重硬件層面的集成和穩(wěn)定性。

我們將此類型的主站稱之為“硬主站”。

開發(fā)與靈活性

SOEM

• 開源軟件，開發(fā)者可自由修改和定制。
• 提供基本EtherCAT主站功能，但需開發(fā)者具備編程能力進行集成與配置。
• 支持多種操作系統(tǒng)（如Linux、Windows、RTOS），靈活性高。
• 需額外硬件支持（如專用EtherCAT卡）以實現(xiàn)全功能。

ECM-XF

• 完整硬件解決方案，開發(fā)者無需關注底層協(xié)議實現(xiàn)，可專注于應用開發(fā)。
• 提供商業(yè)支持的API和軟件框架，集成更快速。
• 包含軟硬件完整套件，對不想深入底層協(xié)議的開發(fā)者更易用。
• 靈活性較低，但穩(wěn)定性更高。

性能

SOEM

• 性能依賴硬件配置和操作系統(tǒng)支持，在多軸運動控制或高速場景中可能受限。
• 軟件方案在精確時間同步或高頻更新場景中性能不如專用硬件。

ECM-XF

• 專用硬件設計優(yōu)化，提供更高性能和更穩(wěn)定通信，適用于高實時性工業(yè)環(huán)境。
• 可處理大量EtherCAT通信，保證低延遲，適合高要求場景。

應用領域

SOEM

• 適用于低成本、開源靈活的場景，如學術研究、開發(fā)測試、嵌入式系統(tǒng)。
• 適合希望自定義底層協(xié)議的開發(fā)者。

ECM-XF

• 主要用于工業(yè)自動化、機器人控制、運輸?shù)雀呖煽啃灶I域。
• 適合需要穩(wěn)定、精確同步及高效性能的商業(yè)和工業(yè)場景。

成本

SOEM

• 開源免費，僅需硬件成本，但需投入時間配置調試，可能增加開發(fā)成本。

ECM-XF

• 商業(yè)硬件模塊價格較高，但軟硬件支持完善，開發(fā)過程更高效。

總結對比表

選擇建議

• 若需靈活、低成本開發(fā)，并能承擔更多配置工作，選SOEM。
• 若需高性能、穩(wěn)定性及快速開發(fā)（尤其是工業(yè)場景），選ECM-XF。

亞信電子即將于IAS 2024展示最新的亞信IO-Link主站/設備軟件協(xié)議棧、集成亞信IO-Link主站軟件協(xié)議棧的AX58400 EtherCAT轉IO-Link網(wǎng)關，以及AXM57104A TSN PCIe千兆以太網(wǎng)卡解決方案。

[臺灣新竹訊, 2024年9月18日]

亞信電子（ASIX Electronics Corporation）致力于研發(fā)最新的工業(yè)以太網(wǎng)芯片技術解決方案，包括亞信自主研發(fā)的IO-Link主站/設備軟件協(xié)議棧、EtherCAT從站微控制器，以及時間敏感網(wǎng)路（TSN）網(wǎng)卡等，為企業(yè)提供實現(xiàn)智能工廠自動化的最佳解決方案。為展示其在最新工業(yè)以太網(wǎng)技術的研發(fā)成果，亞信電子將于上海「第24屆中國國際工業(yè)博覽會－工業(yè)自動化展（IAS 2024）」展示最新的亞信IO-Link主站/設備軟件協(xié)議棧、集成亞信IO-Link主站軟件協(xié)議棧的AX58400 EtherCAT轉IO-Link網(wǎng)關，以及AXM57104A TSN PCIe千兆以太網(wǎng)卡解決方案。

工業(yè)以太網(wǎng)芯片技術在智能制造領域的工業(yè)通信中扮演著關鍵角色。透過最新的TSN、EtherCAT和IO-Link工業(yè)通信技術，工業(yè)以太網(wǎng)能夠實現(xiàn)精確的時間同步和高效可靠的數(shù)據(jù)交換，以提升工廠生產效率和產品品質。同時，可支持即時遠程監(jiān)控與診斷，以減少停機時間和設備維護成本。

亞信電子將于此展覽中展出「亞信IO-Link主站&設備軟件協(xié)議棧解決方案」，該方案展示集成亞信IO-Link主站軟件協(xié)議棧的AX58400 EtherCAT轉IO-Link網(wǎng)關，以及亞信IO-Link設備軟件協(xié)議棧解決方案。 AX58400 EtherCAT轉IO-Link網(wǎng)關最多可串接16個IO-Link網(wǎng)關，每個網(wǎng)關可連接8個IO-Link設備。亞信IO-Link設備軟件協(xié)議棧基于亞信電子AXM-IOLS IO-Link設備協(xié)議棧評估板開發(fā)，可支持透過IO-Link接口在線固件更新的功能。該評估板搭載意法半導體STM32F469AI微控制器和L6362A IO-Link設備收發(fā)器，內建各種IO-Link設備傳感器，如ToF飛行時間測距傳感器等。客戶可透過此評估板快速測試亞信IO-Link設備軟件協(xié)議棧的基本功能，適用于各種IO-Link智能型裝置產品，包括IO-Link傳感器、IO-Link執(zhí)行器、IO-Link集線器和IO-Link閥島等。

亞信電子將同時展出「亞信電子最新TSN & EtherCAT與IO-Link技術整體解決方案」，展示如何將實時性的營運技術（OT）及非實時性的資訊技術（IT）融合于同一網(wǎng)路，從而創(chuàng)造一個高效率且靈活的智慧工廠生產環(huán)境。該方案利用AXM57104A TSN IEEE 802.1Qbv時間感知整形器功能，在TSN網(wǎng)絡中為AX58400 EtherCAT轉IO-Link網(wǎng)關分配了三個專用的頻寬時間片，以確保EtherCAT工業(yè)通信的實時性與確定性不受其它網(wǎng)絡流量干擾。AXM57104A TSN網(wǎng)卡支持符合IEEE標準的各種時間敏感網(wǎng)絡（TSN）進階功能，包括IEEE 802.1AS-Rev/AS-2020、1588V2（PTP）、802.1Qav、802.3br & 802.1Qbu、802.1Qbv、802.1Qci與802.1CB等。

（圖一）亞信電子于IAS 2024展出最新IO-Link主站&設備軟件協(xié)議棧解決方案

亞信電子誠摯邀請您于2024年9月24日至9月27日蒞臨上海國家會展中心，參加「第24屆中國國際工業(yè)博覽會 ─ 工業(yè)自動化展（IAS 2024）」。亞信技術人員將在現(xiàn)場為您介紹「亞信最新工業(yè)以太網(wǎng)技術解決方案」，包括亞信IO-Link主站/設備軟件協(xié)議棧、EtherCAT與TSN等工業(yè)自動化通信關鍵技術。誠摯邀請您蒞臨亞信電子展位（展位號: 6.1H-A018），一起探索工業(yè)自動化和工業(yè)以太網(wǎng)的嶄新未來！

關于亞信電子

亞信電子成立于1995年，公司設立于臺灣新竹科學工業(yè)園區(qū)，為一專業(yè)的工業(yè)/嵌入式網(wǎng)路與橋接器相關IC芯片設計廠商，2009年股票正式于臺灣柜買中心掛牌交易（股票代號：3169）。主要產品為工業(yè)以太網(wǎng)芯片，超高速USB以太網(wǎng)芯片，嵌入式以太網(wǎng)芯片，串并口I/O橋接器，RS-232/RS-485收發(fā)器，網(wǎng)路微控制器/USB KVM單片機等。本公司已榮獲ISO 9001及14001的國際品質認證，這些殊榮彰顯了亞信對全球品質標準的堅持和承諾。如需更多亞信產品資訊，請訪問亞信電子官方網(wǎng)站 https://www.asix.com.tw/ ，或通過電子郵件聯(lián)系亞信業(yè)務人員 sales@asix.com.tw 。

亞信電子連絡人: 市場處協(xié)理 周鴻昌（Allan Chou）

TEL: 886-3-5799500分機228

E-mail: marketing@asix.com.tw

產品簡介

TSL2585 是一款具有 UVA 和光閃爍檢測功能的迷你尺寸環(huán)境光傳感器，采用非常薄巧且占用空間小的 L2.0mm x W1.0mm x H0.35mm 6 引腳 OLGA 封裝，非常適合通常空間和高度受限的可穿戴和手機應用。

高靈敏度使該設備能夠在低透射率覆蓋玻璃后面工作，從而提供準確的 ALS 檢測。此外，TSL2585 還具有特殊的邊緣定位光電二極管放置位置，當器件放置在非常靠近產品邊緣的位置時，可實現(xiàn)窄邊框設計，寬度可達 0.4 毫米。滿足當今工業(yè)設計的要求，即設計無邊框產品以獲得美觀的外觀。

特點

• 薄型 （0.35mm） 和迷你尺寸 L2.0mm x W1.0mm x H0.35mm
• 理想的 315nm-400nm UVA 通道、人眼響應、明視通道和 IR 通道
• 憑借超低噪聲模擬前端、高達 4096 倍的增益和 20 位分辨率，可提供高靈敏度 ALS 檢測
• 特殊的邊緣定位光電二極管放置，可實現(xiàn)窄邊框設計，寬度低至 0.4mm
• 配備 3 個調制器，具有高達 14kHz 的快速采樣率，可提供快速準確的環(huán)境光照度和閃爍信息

優(yōu)勢

• 非常適合高度和空間受限的應用，例如智能手環(huán)、手表、窄邊框智能手機
• 提供準確的環(huán)境光照度、UVA 和高達 14kHz 的閃爍信息
• 減少電路板空間要求，實現(xiàn)偏心系統(tǒng)設計，增強傳感器孔徑、尺寸和形狀的工業(yè)設計靈活性
• 高靈敏度使該設備能夠在低透射率覆蓋玻璃后面工作，其余部分提供準確的 ALS 檢測

應用領域

移動和可穿戴設備

顯示管理

相機增強功能

產品架構圖

腳位框圖與描述

訂購信息

相關資料

規(guī)格書

用戶指南

應用說明

技術文檔

環(huán)境文件

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簡介

幾十年來，霍爾效應磁性傳感器技術一直被用于探測磁極性器件的存在或位置。大約自2010年起，包括艾邁斯歐司朗在內的傳感器公司一直在探索如何將完整的信號鏈（從霍爾傳感器元件到信號調節(jié)、信號處理和通信接口）整合到采用標準CMOS制造工藝的單芯片系統(tǒng)中，以便提高磁性位置傳感器的應用價值。
整合旨在生產出具有以下特性的磁性位置傳感器系統(tǒng)：

• 更小更輕，以便將適應于空間受限的應用
• 具有競爭力的價格，受益于大規(guī)模生產CMOS芯片工藝帶來的經濟效益
• 更易于實現(xiàn)的應用設計，通過大多數(shù)微控制器和微處理器所支持的一系列標準接口提供計算的位置坐標
• 提供有價值的特性，包括有助于提供可靠運行的監(jiān)控、安全性和診斷功能磁性傳感器芯片制造商已經采用了各種方式來整合霍爾效應技術，其產品在成本與性能和功能之間進行了不同的權衡取舍。
  在汽車行業(yè)中，磁性位置傳感器的應用具有更為獨特且嚴苛的要求。
  本白皮書解釋了通用磁性位置傳感器為何不能充分滿足這些要求的原因，并描述了艾邁斯歐司朗開發(fā)的獨有（在某些情況下受專利保護）傳感器技術如何為未來的乘用車和商用車提供所需的可靠性、穩(wěn)健性和準確性。

1. 霍爾磁效應：磁性位置傳感的主要技術

美國物理學家Edwin Hall在1879年發(fā)現(xiàn)了霍爾效應，它是指當將磁場垂直于電流方向時，在載流導體兩端會產生電壓差。電壓差的大小取決于導體的制成材料、電流和磁場強度。霍爾效應生效的數(shù)學模型眾所周知，它可以方便地用于開發(fā)磁性檢測開關和位置傳感器。

1.1. 霍爾效應磁性傳感器的屬性

霍爾效應傳感器包括一個或多個嵌入式磁性元件。當外部磁場接近傳感器時，它將改變嵌入式磁場的極性和強度。隨著磁場改變，傳感器兩端的電壓差也會改變。這使傳感器能夠探測到外部磁場的存在，例如，簡單的磁性開關提供的一項有用功能是檢測筆記本電腦上蓋的打開和閉合，該應用需要在筆記本電腦鉸鏈的兩邊配備一個霍爾效應傳感器和一個磁體。自本世紀初以來，霍爾效應傳感器技術經過發(fā)展，已經能夠對線性和旋轉位置進行極其精確的測量。
艾邁斯歐司朗的AS5270是一款典型的旋轉位置傳感器，其最大積分非線性是±1.4°，并采用12位分辨率（即以0.09°增量）測量旋轉位置。旋轉位置傳感應用可以通過簡單的組件來實現(xiàn)，該組件由一個固定的傳感器板垂直于裝在轉子軸上的旋轉磁體安裝構成。整個組件小巧輕便，這種屬性對移動和便攜式終端產品來說至關重要。例如，AS5270的占用面積僅為6mm x 6mm，在傳感器板上需要的小型外部元器件通常不足十個。
磁性位置傳感器不僅體積小、重量輕，而且與其他傳感器技術相比，它們還具有明顯的系統(tǒng)成本優(yōu)勢。器件制造商通過開發(fā)已經有能力以互補金屬氧化物半導體(CMOS)標準工藝生產霍爾效應磁性傳感器。由于CMOS工藝擁有龐大且完善的工具、材料和設備供應商生態(tài)系統(tǒng)的支持，因此半導體傳感器能夠實現(xiàn)批量生產的規(guī)模經濟效益。

圖1：艾邁斯歐司朗磁性位置傳感器的通用信號路徑。

1.2. 與其他位置傳感器技術的比較

磁性位置傳感器的屬性與傳統(tǒng)設計中用于電機等應用的舊位置傳感技術的屬性形成明顯對比。

電位器采用接觸式方法測量旋轉運動。電位器由一個電阻元件、一個可沿該元件移動的滑動觸點（滑動片）、位于元件兩端的電氣端子、可將滑動片從一端移向另一端的機械裝置（例如轉子）和一個包含元件和滑動片的外殼組成。當滑動片沿著元件移動時，元件的電阻值會發(fā)生變化。電位器通過測量該電阻值的改變來測量位置。由于電位器是一種接觸式技術，因此易于發(fā)生機械磨損，并且可能會因撞擊或振動而影響性能。此外，阻性元件上的污物、灰塵、油脂或水分等污染會有損性能，甚至導致提前失效。需要采用昂貴且笨重的外殼對電位器加以密封并防止污物進入。非接觸式磁性傳感技術不受這些污物的影響，因此不需要這類保護。所以，磁性傳感器系統(tǒng)往往比電位器更小巧、更經濟且更可靠，前者不適合當今的汽車應用。

光學編碼器通過檢測帶有明暗開槽的碼盤，在LED光源和光電二極管光傳感器之間旋轉時。通過感知連續(xù)的明和暗脈沖測量可以實現(xiàn)精確的位置定位，即使在高轉速下也是如此。由于光學編碼器是一種非接觸式技術（與磁性位置傳感器相同），因此不會發(fā)生機械磨損。但是，污染會損害發(fā)射器和光傳感器的性能，從而引起在汽車應用中可靠性的擔憂。另外，光學系統(tǒng)體積龐大，并且要求容差非常低的精確組裝。

旋轉變壓器是一項成熟且常見的技術，用于汽車應用中的旋轉位置檢測。它可以在高轉速下精確地測量位置。但是，旋轉變壓器龐大笨重且價格昂貴，從而促使汽車系統(tǒng)設計人員在越來越多的應用中采用磁性傳感器作為替代產品。在消費電子和許多工業(yè)應用中，霍爾效應磁性傳感器廣受歡迎。由于使用壽命長、體積小且成本低，簡單的磁性傳感器被廣泛用作開關探測器和位置指示器。但是，人們發(fā)現(xiàn)這些通用器件不適合應用于汽車行業(yè)中的特殊工作條件。

2. 低成本通用霍爾技術的不足之處：汽車行業(yè)的特殊要求

在汽車應用中，對緊湊、精確的位置傳感器的需求有望大幅增長。全球汽車磁性傳感器市場規(guī)模在2018年剛剛超過10億美元，預計到2026年將增長到16億美元。該增長在很大程度上受到電氣化的推動，不僅是牽引系統(tǒng)的電氣化，還包括輔助功能（如動力轉向和離合器）的電氣化。以電子方式而非機械方式或液壓方式進行的傳動和控制（例如轉向和換）， 可以改善性能、提高可靠性并減小重量和尺寸。

2.1. 汽車應用對磁傳感器的需求增長

這些屬性對下列面向霍爾傳感器技術的汽車應用非常重要：

• 電子助力轉向中的電機位置傳感器
• 底盤位置傳感器
• 雙離合變速器中的電機位置傳感器
• 混合動力車輛和純電動車輛中的牽引電機位置傳感器
• 方向盤轉向角度傳感器

在這些應用中，霍爾效應磁性傳感器已成為主導技術，比上述第1.2節(jié)中的替代方案更受青睞。

• 重量更輕的霍爾傳感器解決方案有助于汽車制造商降低油耗
• 尺寸更小可增加機械設計的靈活性
• 與旋轉變壓器等替代技術相比，大批量生產的CMOS器件成本更低，有利于汽車制造商管理材料清單成本

2.2. 用于汽車設計的磁性傳感器的特殊要求

對重要的安全關鍵型汽車功能的設計人員來說，霍爾效應磁性傳感器技術具有強大的吸引力。但是汽車行業(yè)對質量、可靠性和安全性有著特殊要求，在消費電子產品中大量使用的普通規(guī)格通用霍爾效應傳感器并不適用。

• 質量：PPAP和ISO/TS 16949等認證以及AEC-Qxxx系列標準規(guī)定了汽車行業(yè)對可重復性、可追溯性和生產質量的超高要求。這些標準不僅適用于元器件（芯片），而且適用于整個傳感器組件。
• 可靠性：用于關鍵汽車應用的器件的規(guī)定使用壽命至少為10年，并且其工作溫度范圍比普通消費電子或工業(yè)類器件的正常溫度范圍更寬。
• 安全性：適用于車輛電子系統(tǒng)的ISO 26262功能安全標準使汽車制造商對電子系統(tǒng)的安全設計和安全性能的關注大幅提高，包括基于霍爾效應器件的位置傳感系統(tǒng)的性能。

通用霍爾傳感器使汽車OEM廠商在上述所有三項參數(shù)方面面臨更大的故障或不符合汽車行業(yè)典型性能規(guī)格的風險。汽車制造商即便在量產車輛中安裝了某些符合汽車級認證的磁性位置傳感器，也仍然會遇到可靠性問題和安全性問題。

2.3. 雜散磁場干擾帶來的風險

產生汽車位置傳感器可靠性問題的最重要原因是外部電磁干擾。霍爾效應傳感器的工作原理是檢測和測量靠近傳感器的小而弱的磁體運動所引起的芯片表面的磁場變化。在沒有外部磁場的理想工作環(huán)境中，芯片磁場變化產生的電壓信號完全歸因于匹配磁體的運動。

但是汽車對于磁性傳感器而言并不是一個理想工作環(huán)境。諸如電機、螺線管和高壓電纜之類的汽車元器件會產生強磁場。如果這些元器件離傳感器較近，它們的“雜散”磁場會干擾配對磁體產生的磁場，從而導致在傳感器芯片的嵌入式霍爾傳感元件處傳感到的信號失真。

這種失真會導致隨機測量誤差，并有損傳感器位置測量輸出的準確性。例如，在電動車輛的牽引電機中，這可能會導致動力的嚴重減少或完全喪失，或者導致車輪轉動的不均衡、顛簸或無法預測。

2.4. 汽車用戶對磁性位置傳感器的質量和安全性的擔憂

汽車電機中磁性傳感器的采用也讓人們開始關注生產單位中裝配結構的可重復性。所有霍爾效應位置傳感器測量的是相對于配對磁體的位置。例如，在電機中，安裝在電機軸上的配對磁體相對于靜止傳感器IC旋轉。

每個傳感器IC對于傳感器和磁體之間氣隙的變化，以及磁體中心點和傳感器中心點之間的偏差都有一個指定的公差。因為在生產環(huán)境中可達到的組裝公差與傳感器IC規(guī)定的公差不匹配，汽車制造商面臨著生產質量問題。

隨著ISO 26262功能安全標準的采用，磁性位置傳感器的使用也開始遭到質疑。符合ISO 26262標準要求在系統(tǒng)層面上進行嚴格的失效模式和影響分析(FMEA)，并采取安全對策來應對與已知失效模式相關的風險。

在基于磁性位置傳感器的位置測量系統(tǒng)中，該FMEA強調了在傳感器中能保證檢測故障以及具有內置安全程序的必要性，以確保在檢測到故障后能夠繼續(xù)運行或安全關閉。

通用磁性位置傳感器產品缺乏診斷、監(jiān)控和安全失效功能，這些功能在器件失效時無法保證系統(tǒng)安全。它們也不受符合ISO 26262標準的開發(fā)、生產流程和文檔支持。

3. 智能霍爾傳感器：增強型霍爾效應傳感器技術可滿足汽車行業(yè)的要求

在上文中，艾邁斯歐司朗描述了質量、可靠性和安全性設計方面的問題，這些問題來自于采用普通規(guī)格的通用磁性位置傳感器的體驗，即使對這些傳感器進行修改以達到AEC-Qxxx汽車級認證也是如此。

現(xiàn)在，本文將介紹艾邁斯歐司朗在用于汽車應用的磁性位置傳感器中實現(xiàn)的一系列技術創(chuàng)新，例如電動和混合動力車輛的牽引電機、電子助力轉向系統(tǒng)、底盤和懸架控制系統(tǒng)、雙離合變速和轉向系統(tǒng)。這些創(chuàng)新的融合，使艾邁斯歐司朗能夠創(chuàng)建全新類別的“智能霍爾傳感器”增強型磁性傳感器，提供可靠性、高質量和安全性功能，以支持嚴苛汽車條件下的使用期限。

3.1. 差分傳感可免受雜散磁場干擾

艾邁斯歐司朗因首次發(fā)明了基于半導體、可免受幾乎任何幅度的雜散磁場干擾的技術而在傳感器領域廣為人知。

艾邁斯歐司朗的差分傳感技術的原理基礎是在每個裸片上使用兩對霍爾傳感器元件，每個元件與裸片中心的距離都相等。為了計算旋轉位置或角度，片上處理器測量由兩對霍爾元件產生的磁場信號之間的差異。由于可以假定任何雜散磁場對兩對霍爾元件都具有相同的影響，因此差分測量方法會自動減去外部干擾。

艾邁斯歐司朗的汽車磁性傳感器通過認證，可免受相當于4,000A/m（根據(jù)ISO 11452-8:2015標準）的外部磁場導體的干擾。

圖2：由于采用了艾邁斯歐司朗的差分測量技術，無需增設屏蔽。

3.2. 雙晶元封裝技術可實現(xiàn)完全冗余

艾邁斯歐司朗的專利技術助力雙晶元傳感器封裝制造的實現(xiàn)，該封裝提供了完全冗余：如果一個晶元的傳感器通道失效，第二個冗余通道可以立即接管測量操作。艾邁斯歐司朗的創(chuàng)新之處在于將冗余晶元放置在主晶元下方，從而使雙晶元封裝的占用面積與傳統(tǒng)的單晶元器件相同。這種節(jié)省空間的設計簡化了汽車制造商的電路板布局，同時支持用于符合ISO 26262的ASIL C或ASIL D等級的系統(tǒng)中。

圖3：艾邁斯歐司朗雙晶元封裝。位于同一外殼中完全冗余的傳感器。

3.3. 符合ISO 26262標準的高級安全功能

除了雙晶元封裝專利技術之外，艾邁斯歐司朗的知識產權還擴展到支持符合功能安全標準的其他各種特性。這些特性包括：

• 自動檢測失效霍爾傳感器元件
• 擴展的片上故障診斷，包括檢測缺失磁體或未對準磁體
• 安全失效功能可在傳感器發(fā)生故障時確保系統(tǒng)安全運行
• 自動增益控制(AGC)增強

3.4. 與功能安全兼容的開發(fā)流程

在評估將位置傳感器用于安全關鍵型汽車系統(tǒng)時，許多設計團隊將從研究產品的特性和規(guī)格開始。 但是，為了符合ISO 26262的要求，也需要仔細制定傳感器的開發(fā)和生產過程的規(guī)范。艾邁斯歐司朗的位置傳感器開發(fā)完全符合功能安全的特殊要求。尤其是，艾邁斯歐司朗的位置傳感器開發(fā)方法可歸類為“獨立安全單元”SEooC)流程。此外，艾邁斯歐司朗還針對所有汽車位置傳感器提供了符合ISO 26262標準的文檔，包括FMEA、安全手冊和安全審核。

3.5. 封裝和組裝創(chuàng)新

汽車位置傳感器系統(tǒng)的質量取決于兩個因素：位置傳感器模塊本身的固有質量以及其在應用中的組裝質量。電機組裝中最重要的參數(shù)是與電機軸的對準，因為通常磁性位置傳感器系統(tǒng)設計為居中于軸上方。未對準會嚴重影響傳感器角度測量的準確性。

艾邁斯歐司朗的電機對準專利技術大大簡化了在生產線上進行單元組裝的校準過程，可幫助汽車制造商在整個生產過程中獲得高質量且可重復的結果，同時可最大限度地減少返工。

艾邁斯歐司朗的創(chuàng)新還擴展到推出采用系統(tǒng)級封裝(SiP)形式的汽車級位置產品，該產品整合了傳感器和外部元器件，從而使客戶無需開發(fā)和制造自己的位置傳感器電路板。

圖4：艾邁斯歐司朗系統(tǒng)級封裝。傳感器芯片和無源元器件集成在一個封裝內。

3.6. 性能創(chuàng)新

與典型的消費電子應用相比，汽車系統(tǒng)的質量需求對測量輸出的準確性提出了更嚴格的容差要求。

簡而言之，汽車系統(tǒng)設計人員要求高水平的可信度，即位置傳感器的所有生產單元都能在應用中達到數(shù)據(jù)手冊中的標稱精度。

艾邁斯歐司朗在其汽車位置傳感器中實施多項專利技術，旨在在眾多生產單元范圍內實現(xiàn)質量一致性。例如：- DAEC?技術（動態(tài)角度誤差補償），可以補償傳感器在高轉速下的傳播延遲影響，從而在轉速高達28,000rpm時生成高精度的補償角度測量值。

• 動態(tài)偏移校正，可自動校正所有磁性位置傳感器固有的測量偏移。這種自校準技術無需增設線路末端校準，并校正了在傳感器整個使用期限內的溫度漂移影響。
• 自動增益控制(AGC)，可擴大在傳感器系統(tǒng)在組裝過程產生變化的容差度。艾邁斯歐司朗位置傳感器中的 AGC 功能會在 0-3mm 范圍內自動調整，以適應傳感器及其配對磁體之間的氣隙差異。它還可以調節(jié)由于溫度波動和噪聲幅度變化而引起的傳感器性能變化，從而在整個時間、溫度和工作條件范圍內實現(xiàn)高度穩(wěn)定的測量性能。

3.7. 汽車專用的特性和資源

艾邁斯歐司朗的磁性位置傳感器系列已經擴展到了汽車領域所需且獨有的特性，例如PSI5和SENT接口。

艾邁斯歐司朗還希望通過以下方式來支持其汽車工程客戶，包括：提供面向評估和開發(fā)的專用工具（例如適配器板、磁體支架、模擬軟件和基于LabView的開發(fā)軟件）；提供適用于特定汽車應用的演示系統(tǒng)，例如踏板角度傳感和電動助力轉向角度傳感；發(fā)布磁體選擇指南、磁體供應商建議和磁體分析；以及完整的應用筆記、網(wǎng)絡研討會和教程視頻庫。

4. 結論

霍爾磁性傳感器技術在汽車行業(yè)中已經遇到了阻力，以成本驅動方式推廣霍爾傳感器通用器件已顯現(xiàn)不足。因其對雜散磁場干擾的敏感性以及難以在符合 ISO 26262 功能安全標準的系統(tǒng)設計中實施，這些器件很難應用在系統(tǒng)設計之中。但是，僅因某些霍爾效應器件不適合使用就避免使用霍爾技術并不恰當。 由艾邁斯歐司朗開發(fā)的智能霍爾傳感器技術保留了霍爾效應半導體在位置傳感應用中的所有優(yōu)勢：基于智能霍爾傳感器的系統(tǒng)體積小、重量輕、可靠耐用且不會發(fā)生磨損和污染。

而且，艾邁斯歐司朗使用的智能霍爾傳感器增強性能意味著這些器件提供汽車OEM所需的關鍵特性，包括抗雜散磁性干擾、符合ISO 26262標準、系統(tǒng)級質量以及高測量精度和線性度，并且在整個時間、溫度和工作條件范圍內都能保持穩(wěn)定。

由于艾邁斯歐司朗在其磁性位置傳感器系列內實施的特有創(chuàng)新，霍爾效應傳感器得以成為一項富有價值的技術，適用于汽車中的所有任務關鍵型和安全關鍵型應用，例如電機位置傳感、踏板角度傳感和方向盤轉向角度傳感。

作者簡介

Michael Pichler現(xiàn)任高級系統(tǒng)工程師，負責非接觸式磁性和感應式位置傳感器，專注于汽車環(huán)境中的電機控制和角度傳感應用。

他還負責有關系統(tǒng)設計和傳感器集成的大客戶技術支持。

文章來源：

??White+paper_Smart+Hall+Sensors_112023_CN.pdf