基于GD32A503的UWB汽车数字钥匙解决方案

UWB数字钥匙指的是利用UWB超宽带技术的精准定位、高安全等特性，让以智能手机为媒介的智能终端能够以较为安全的方式存储、验证和共享车辆的数字密钥，进而实现无钥匙开车锁和启动车辆、个性化设置及ADAS相关功能设置，提升用车便捷性。UWB数字钥匙的实现必须依赖具备UWB功能的智能手机、手表、手环等终端。

UWB已是数字钥匙中采用的第三代通信技术，与第一代近场通信（NFC）、第二代蓝牙（BLE）相比，UWB在定位精度、安全性、功耗以及应用拓展方面优势明显，其定位可达到厘米级。

风算WP UWB数字钥匙方案

以GD32A503车规级MCU为主控芯片，搭载高性能UWB芯片和蓝牙芯片实现UWB数字钥匙。用户只需手机/智能手表，便能够支持车外感应区、迎宾区、解锁区的划分与覆盖范围的灵活调整。可精准适配灯光指示、无钥匙进入、一键启动等交互功能。也可复用车端UWB硬件实现UWB雷达功能，实现UWB活体雷达和UWB脚踢雷达等。

风算的UWB数字钥匙解决方案从硬件角度由六块集成电路板组成：五块FS_UWB_A503开发板、一块钥匙端开发板。

FS_UWB_A503开发板

围绕兆易创新GD32A503系列车规级MCU为核心设计的开发板，此开发板充分利用了A503强大的核心资源。风算UWB数字钥匙方案由四块FS_UWB_A503开发板布置在车辆外围四角,一块FS_UWB_A503开发板布置在车内中控位置构成4个从锚点、1个主锚点。通过钥匙端运动传感器检测到移动或震动时，唤醒BLE广播，做前期连接配置UWB以及低功耗管理。当BLE与车身基站配对成功后，钥匙端的UWB与各个UWB锚点开始测距。车内主锚点BLE与钥匙端配对成功后将唤醒从锚点进行测距，并同时将距离信息发送至BCM，由BCM控制整车状态。该开发板包含模拟车内12v(锚点端、USB5V（调试用））USB端口可通过跳线帽分开调试MCU与BLE。

风算WP UWB数字钥匙方案

FS_UWB_A503开发板

本解决方案电路设计配置简单、灵活，其他控制外围不需做更多的修改，硬件系统框图如下所示：

风算WP UWB数字钥匙方案硬件系统框图

GD32A503系列车规级MCU

核心主控是基于GD32A503系列车规级微控制器，该系列产品以均衡的处理性能、丰富的外设接口和增强的安全等级，为多种电气化车用场景提供主流解决方案，遵循车规级设计理念和生产标准，符合车用高可靠性和稳定性要求。

GD32A503系列MCU可以广泛用于多种车用场景，如车窗、雨刷、空调、智能车锁、电动座椅、电动后备箱、氛围灯、动态尾灯等车身控制系统、车用照明系统和电机电源系统，以及仪表盘、车载影音、娱乐音响、中控导航、车载无线充等智能座舱系统。得益于出色的安全监测机制，GD32A503也适用于部分ADAS辅助驾驶系统，如环视摄像头、AVAS声学警报系统等。

供应链管理符合汽车行业质量管理体系IATF 16949:2016规范认证

遵循汽车电子通用测试规范AEC-Q100 Grade-1可靠性和安全性标准

基于Cortex®-M33内核，工作频率100MHz，闪存访问0~3等待时间，以获得最大效率

Flash: 128KB/256KB/384KB

SRAM: 24KB/32KB/48KB

提供两个12位ADC，一个DAC，一个比较器，最多一个通用的16位计时器，两个基本计时器，四个PWM高级计时器

标准和高级通信接口: I2Cx2, SPIx2, USARTx3, I2Sx1, CANx2

触发选择控制器（三角形）、多功能通信接口（MFCOM）、DMA请求多路复用器（DMAMUX）

供电电压：2.7V~5,5V

工作温度范围：-40~+125°C

因该产品需要硬件在工作中进行监控，以确保安全稳定工作：

电压：规定工作范围（9V到16V）可靠工作。低压和高压进行不工作保护

电流：集成电流保护，确保电机正常工作

温度：片内集成温度传感器，可自定义过温关断阈值（最高125°C）

技术参数

 

项目	技术指标
芯片工作电压	2.7V~5.5V
处理器	Arm® Cortex®-M33 100MHz
存储	384KB Flash + 48KB SRAM
数字钥匙	UWB数字钥匙
定位精度	精度达厘米级别
UWB锚点个数	4个从锚点+1个主锚点
工作温度	-40~+125°C
供电电压	12V
物理尺寸	长71.8mm, 宽52.1mm, 高15.0mm

 

方案展示

FS_UWB_A503开发板

来源：GD32MCU

审核编辑：汤梓红