络明芯推出UART接口矩阵LED驱动芯片IS32FL3776

来源：Lumissil络明芯微电子

光影为媒，音律为伴

——车外灯光也能玩出新花样!

让车灯听懂音乐的情绪，跟随旋律起伏呼吸;以节奏为序，将无形声波转化为多彩视觉盛宴。无论是露营欢聚时的氛围烘托，还是街头停留时的个性展示，光影与音律同频律动，让座驾瞬间成为全场焦点，用科技重新定义出行仪式感。

你想要的情绪价值，你追求的酷炫效果，络明芯帮你实现!

这么酷炫音乐律动是如何实现的呢?

RGB ISD方案：由6片IS32FL3776(36x6 UART接口矩阵LED驱动芯片)+ 2片IS32PM3430(6A降压恒压芯片)组成，可独立控制323pcs RGB LEDs。

102像素ADB大灯方案：由1片IS32LT3960(双路带SPI升降压CV/CC芯片)+ 2片IS32LT3964(双路带SPI同步降压恒流驱动)+9片IS32LT3365A(12路矩阵管理器)组成，可实现对102个像素点独立控制。

音乐律动工作原理：蓝牙模块接受外部音频信号，输出左、右声道音频，经2片IS32AP2123A单声道 D 类音频功放芯片驱动扬声器完成音乐外放;主控MCU 通过 ADC 采集音频信号，经 FFT 运算、加权归一化处理，将模拟音频波形转化为标准化灯光控制数字信号;MCU通过三组CAN 总线同步分发数据至左、右RGB ISD灯与 ADB 大灯，实现车灯跟随音乐节奏律动和各种交互显示。图1、音乐律动RGB ISD+ADB系统框图。

图1、RGB ISD+ADB系统框图

要实现动画流畅、音乐同步、动态交互的酷炫效果，同时还要控制系统成本，LED驱动芯片需要攻克哪些难题呢?

细腻调光，无频闪、低噪声、拍照无摩尔纹干扰。

高效的热管理，有效抑制芯片温升，避免高温度影响寿命和可靠性。

适配跨车身远距离布线通信，无惧整车复杂电磁环境与强干扰工况，满足车载严苛 EMC 电磁兼容规范。

简化系统整体架构设计，有效降低成本与开发难度。

通信稳定可靠，动画不卡顿、音乐律动精准同步。

精准状态监控，完善的故障保护，保证系统安全可靠。

别慌!络明芯重磅推出全新车规级UART接口矩阵LED驱动芯片——IS32FL3776 ，一款芯片解决所有痛点，直接把复杂设计变简单!

IS32FL3776 是一款UART接口矩阵LED驱动芯片，单颗芯片支持36x6(216) LED矩阵独立控制，芯片采用全集成设计，内置36路恒流源和6路扫描开关管，集成动态电压反馈 (DCFB)、10bit ADC、去鬼影，以及完善故障保护功能。专为汽车ISD 尾灯、ISD日行灯、贯穿式交互氛围灯等应用场景量身打造。图2、典型应用图。

图2、IS32FL3776典型应用图

1细腻调光、无频闪、无摩尔纹、低噪声

IS32FL3776 内置36路恒流源，最大电流为60mA/CH;6bit GCC寄存器可分别调节R、G、B三组的亮度级别，搭配8bit SL寄存器进一步微调每个通道之间的亮度偏差，确保LED 色彩均匀性与亮度的一致性。芯片提供 16-bit/15-bit/14-bit/12-bit/8-bit 多种 PWM 精度，最高支持 65536 级细腻调光，完美还原细微亮度和颜色变化;此外芯片还支持12+4bit/7+7bit/6+2bit多种 PWM dithering 模式，不仅实现平滑无频闪的亮度控制，还能避免手机拍摄时摩尔纹问题;支持大于20KHz扫描频率，有效降低人耳可听到电容啸叫声，满足高端ISD对灯光严苛标准。

2高效热管理提升系统效率

在 ISD 智能车灯与高像素 LED 矩阵应用中，芯片自身热功耗直接影响产品稳定性与长期可靠性，过高的发热不仅会降低系统效率，还会加剧器件老化、触发过热保护，甚至影响车灯功能安全。 IS32FL3776动态电压反馈功能，通过内部 10 bit ADC 测量 VCS电压，然后比较出所有通道的最小值存储在 VOUT_MIN 寄存器中。MCU可以通过UART/SPI接口读取最小VCS电压，然后通过软件算法控制FBO引脚的电流(灌电流或抽电流)，动态改变FB反馈网络的电压，精准控制前级 DC-DC 的输出电压，使芯片处在最优的工作点，减少芯片的热功耗，优化系统效率。图3、动态电压反馈DCFB。

图3、动态电压反馈(DCFB)

为了能够进一步降低芯片的热应力，芯片SW可配置为外部扫描PMOS的控制时序，将高侧扫描管的导通损耗转移至外部 PMOS管 ，大大降低芯片自身的温升。采用外部扫描PMOS 与动态电压反馈(DCFB) 相结合，可保持芯片温升裕量，提高整个系统的的可靠性，这对于高亮度、高像素的ISD车灯应用尤为为重要。图4、内置/外置扫描管温度对比。测试条件:VCS=0.7V, I=1.5A

VS

图4、内置/外置扫描管温度对比

3UART/SPI双通信口，灵活切换

在ISD 智能车灯系统中，通信的可靠性直接决定灯效流畅度与行车安全，是实现大规模像素点独立控制与稳定交互显示的关键。IS32FL3776支持2MHz UART或33MHz SPI两种通信接口，方便用户根据不同的应用场景和硬件设计需求进行选择。

UART接口：

支持25个芯片地址，单总线支持5400个像素点独立控制(2MHz Lumibus 总线速率下，5400像素点最高帧率可达 22Hz)。搭配通用的CAN-PHY可以实现远距离、抗干扰的跨板通信，无需额外本地MCU，大幅度简化系统架构并降低硬件成本，非常适合分布式车载应用场合。图5、分布式ISD系统架构图。

图5、分布式ISD系统架构图(UART)

SPI 接口:

支持菊花链级联，具备更高传输速率，支持更大数据量传输，能够轻松实现各种炫酷动态灯效，适合对数据更新速度要求较高的应用场景。

通讯CRC校验：

IS32FL3776的UART/SPI 接口均支持通信CRC 校验，能检测出单比特错误，多比特错误，突发数据错误等，是面向车载智能交互灯的关键通信安全机制，核心作用是实时校验指令与数据完整性。芯片具备优异车规级 EMI/EMS 抗干扰能力，能够有效应对线束干扰、电源纹波、瞬态脉冲，过滤异常错误指令，避免灯光误动作，保障灯光系统稳定可靠。

4优秀EMI+鬼影消除

内置可编程扩频技术，优化EMI性能。可配置输出通道180°相位延迟功能大大减小电源的浪涌电流，有助于进一步降低EMI，轻松满足 CISPR-25 标准。此外IS32FL3776集成可编程去鬼影电路，芯片内部为每个SWx和CSy引脚提供了独立的可编程下拉/上拉电压源。用户可根据实际的LED正向电压与PCB布局，灵活设置最佳的下拉与上拉电压，从根本上抵消寄生电容的电荷积累，消除鬼影。通过精准控制下拉 / 上拉电压差，减少LED 的反向负压，提升可靠性，保证车载高温环境下的 LED 寿命。

5全面保护与监控，安全可靠

IS32FL3776 集成10-bit高精度ADC，支持对芯片 PVCC 电源电压、CS 引脚电压、LED 正向压降 VF、芯片结温 PTAT 电压以及 DCFB 反馈电压等关键信号进行实时采集，为车载 LED 驱动系统提供全面的状态监测与故障诊断能力。针对RGB LED随温度亮度衰减不一致导致色偏问题，芯片通过内部ADC实时采集芯片结温和LED VF电压，通过软件算法对R、G、B灯实施不同温度补偿曲线，保证不同温度条件下颜色的一致和亮度恒定，避免因为温漂导致色偏影响RGB ISD显示效果。

IS32FL3776内置了多种保护功能，确保了芯片在各种工作条件下的稳定性和可靠性。支持逐周期 LED 开路 / 短路检测，并可配置开路、短路阈值，实现对 LED 负载状态的精准监控。同时具备热关断保护、过流保护以及欠压检测功能，可在异常工况下快速响应，保障系统安全稳定运行。此外，检测到的故障信息存储在寄存器中，方便用户进行故障排查和维修。芯片符合AEC-Q100 Grade 1 车规标准，工作温度覆盖 - 40℃~+125℃，采用 QFN-60 紧凑封装，完美适配车载严苛环境，是智能交互灯、氛围灯、尾灯、日行灯等高端车载照明的理想选择。

6方案2 DEMO展示

IS32FL3776 ISD智能交互灯方案

贯穿式ISD智能交互灯由LUMISSIL 20片IS32FL3776 (36*6 矩阵LED驱动芯片)+ 5片IS32PM3427(4A降压恒压芯片)组成，整个demo由一块主控制板+五块灯板拼接而成，控制多达4275颗白光LED，实现各种动画效果。图6、具体方案框图。

图6、 ISD智能交灯框图

ISD智能交互车灯方案演示视频

IS32FL3776主要特性

工作电压：3.0V ~ 5.5V

36 路恒流通道，最大 60mA / 路，集成 6 路分时扫描管，SW 输出还可以配置为外部扫描管的时序控制

电流精度： ±3.5%(通道间, ±5%(芯片间)

通信接口：UART (2MHz)/SPI (33MHz),通信CRC

内置 10 位 ADC 用于引脚电压测量(LED VF, PVCC, VCS)及芯片结温

3 组6-bit全局电流调节(GCC)+ 每点8-bit DC电流调节

PWM 调光模式:16-bit/12+4-bit/15-bit/12-bit/14-bit/7+7-bit/8-bit/6+2-bit

CS 引脚与 SW 引脚(内置 PMOS)集成去鬼影电路

DCFB功能：动态调节 DC-DC 输出电压，优化系统效率

内置相位延迟，以减少电源噪声

内置扩频功能，优化 EMI 性能

LED 开路 / 短路检测(可配置 阈值)

TSD/OCP/UV

AEC-Q100 车规认证：Grade 1 等级

封装：QFN-60

工作温度范围: - 40℃ ~ +125℃。

关于北京君正

北京君正集成电路股份有限公司成立于2005年，基于创始团队创新的CPU设计技术，迅速在消费电子市场实现SoC芯片产业化，2011年5月公司在深圳创业板上市(300223)。

君正在处理器技术、多媒体技术和AI技术等计算技术领域持续投入，其芯片在智能视频监控、AIoT、工业和消费、生物识别及教育电子领域获得了稳健和广阔的市场。

2020年，君正完成对美国ISSI及其下属子品牌Lumissil的收购。ISSI面向汽车、工业和医疗等领域提供高品质、高可靠性的存储器产品，包括SRAM、DRAM、NOR Flash、2D NAND Flash和eMMC，客户遍布全球。Lumissil面向汽车、家电和消费电子等领域提供LED驱动、微处理器、电源管理和互联等芯片产品。

君正将整合其积累十几年的计算技术，及ISSI三十余年的存储、模拟和互联技术，利用公司拥有的完整车规芯片质量和服务体系，为汽车、工业、AIoT等行业的发展持续做出贡献。