Safe and Robust Functional Safety System Basis Chip (SBC) For Future Transportation Systems
发布时间：
2019-04-15
类型：
白皮书
品牌：
NXP（恩智浦）
型号：
MPC5744P; FS65; TJA1048; MC15XS3400; MC35XS3400; MC33664TL; MC33907; MC33908; FS4500; FS650x; FS651x; FS652x; FS45
该应用笔记深入探讨了在汽车电子系统中，如何通过结合功能鲁棒性与功能安全性来优化嵌入式E/E交通系统的设计。文章详细阐述了ISO 26262功能安全标准的应用，覆盖从系统需求分析到集成电路架构定义，以及定量与定性分析的完整流程。核心内容聚焦于将电源管理与功能安全性硬件监控相结合的必要性，并展示了如何利用NXP的SafeAssure™技术实现这一目标。文中介绍了专为ASIL D最高等级开发的架构，该架构能有效提升嵌入式系统的功能鲁棒性，且其可靠性已通过破坏性测试得到验证。此外，资料还强调了系统解决方案验证的重要性，包括硬件集成测试、扩展验证及自动化系统验证等关键环节。针对文中所述技术方案，NXP在世强硬创平台上由世强先进（深圳）科技股份有限公司授权代理并提供技术支持及采购服务。基于该方案，用户可通过平台获取原厂授权的正品器件，相关产品支持单件起订、在线下单、样品申请及批量询价，且库存充足。平台专职FAE团队可提供从选型、设计验证到调试的全方位技术支持，覆盖从研发打样到量产的全生命周期采购需求，有助于缩短供应链响应周期，加速产品开发与上市。
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MPC5744P产品介绍
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应用/方案
柴油机管理
NXP提供一系列微控制器（MCU）、大气压力传感器（BAP）和模拟/混合信号集成电路驱动器，以提升柴油车辆燃油经济性、增强性能并满足排放要求。产品包括S32K1、MPC5777C、MPC5746R等MCU，以及PCAL9722、PCAL9714等GPIO和输出驱动器。此外，还提供TJA1120、TJA1103等PHY接口、MC33975等输入信号和传感器接口电路、FS23、FS24等安全SBC、PT2000、PT2001等喷油器驱动器以及MC33931、MC33926等电机驱动H桥。
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RD33771-48VEVM参考设计
该资料介绍了RD33771-48VEVM参考设计板，用于48V电池管理系统（BMS）。设计板具备以下特点：采用FS6501安全基础芯片和MPC574xP微控制器作为电源和控制器；支持多达14个锂离子电池单体电压检测；集成SHUNT电阻进行电流检测；通过外部NTC和内部ADC实现六个温度通道测量；以及一个NTC通道用于电池均衡电阻区域温度测量。更多功能请参考技术规格部分。
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RD33771-48VEVM参考设计
该资料介绍了RD33771-48VEVM参考设计板，专为汽车48V电池管理系统（BMS）设计。设计板具备以下功能：采用SBC（FS6501）和MPC574xP微控制器，可感测14个锂离子电池电压，通过分流电阻和外部NTC进行电流和温度测量。详细规格和技术信息见“技术和功能规格”部分。
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MPC5775B和MC33771高压BMS评估系统
本资料介绍了MPC5775B电池管理系统控制器（BMC）与MC33771电池单元控制器（BCC）组成的系统，展示了如何高效、简便地实现高压（HV）电池管理系统（BMS）。系统包括硬件和软件支持，适用于电池管理。
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汽车安全SBC：跨汽车应用的可扩展功能安全解决方案
本文介绍了NXP公司提供的汽车级系统基础芯片（SBC）及其功能安全解决方案。这些解决方案旨在支持车辆电动化、自动驾驶和连接性趋势，并强调其在高安全、效率和完整性性能方面的优势。文章涵盖了SBC在雷达系统、视觉系统、高性能计算、V2X通信、动力系统、车身和车内体验等领域的应用，并详细介绍了NXP的BYLink系统电源平台和SafeAssure功能安全计划，旨在简化系统合规过程并支持最严格的安全完整性水平。
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汽车安全SBC：跨汽车应用的可扩展功能安全解决方案
本文介绍了NXP公司提供的汽车级系统基础芯片（SBCs）及其在汽车应用中的功能安全解决方案。文章重点阐述了NXP如何结合先进的电源管理和功能安全监控，以满足汽车级系统对高安全性、效率和完整性能的需求。此外，还介绍了NXP的SafeAssure功能安全计划和NXP质量基础，以及不同ASIL级别的解决方案示例。
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FS6500 符合1级和0级安全标准的电源系统基础芯片，带有CAN灵活数据收发器
FS6500是一款符合1级和0级安全标准的电源系统基础芯片，具备CAN灵活数据收发器。该芯片能够为MCU供电，并通过多种稳压器和节能模式优化能耗。它具备高级功能安全措施，支持SPI控制和诊断，集成CAN FD和LIN物理接口，符合多项汽车OEM标准。此外，FS6500还包含一系列安全功能，如关键参数监控和故障停车状态机，并能在高温环境下工作，符合AECQ100 0级汽车标准。
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变速器和变速箱
资料主要介绍了传动系统和变速箱的微控制器解决方案，包括用于恶劣环境的高性能和高可靠性微控制器，以及完整的开发生态系统。内容涵盖了变速箱和变速箱的块图、推荐产品列表，以及相关技术和产品信息。
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电动助力转向(EPS)
电动助力转向（EPS）系统通过提高操控感和转向感，增强车辆安全性。恩智浦的16位和32位汽车MCU提供增强计算能力和专用外设，支持电机控制。集成电源解决方案和预驱动器是EPS控制单元的关键组成部分，确保与汽车总线（如CAN和LIN）的连接。资料推荐了适用于EPS的多种产品，包括微控制器、功能安全的SBC、MOSFET预驱动器和信号调适器等。
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电动助力转向（EPS）
电动助力转向（EPS）系统通过适应车辆速度提供转向扭矩，并在关键驾驶情况下提供主动扭矩，从而提高车辆操控性和安全性。该系统采用16位和32位单核和双核汽车微控制器（MCU），提供增强的计算能力和专门的外围设备，以实现复杂的电动电机控制功能。集成电源解决方案是转向控制单元的重要元素，提供与汽车总线（如CAN和LIN）的连接。MOSFET功率级控制通常使用集成预驱动器直接或通过SPI与MCU接口。资料中还推荐了适用于EPS的多种产品，包括微控制器、安全单板计算机、MOSFET预驱动器、信号调节器和位置传感器。
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电动助力转向(EPS)
电动助力转向（EPS）系统通过提高操控感和转向感，增强车辆安全性。恩智浦的16位和32位汽车MCU提供强大的计算能力和专用外设，支持电机控制。集成电源解决方案和预驱动器是EPS控制单元的关键组成部分，确保与汽车总线（如CAN和LIN）的连接。资料还推荐了适用于EPS的多种产品，包括微控制器、功能安全的SBC、MOSFET预驱动器和信号调适器等。
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电动助力转向(EPS)
电动助力转向（EPS）系统通过提高操控感和转向感，增强车辆安全性。恩智浦的16位和32位汽车MCU提供强大的计算能力和专用外设，支持电机控制。集成电源解决方案和预驱动器是EPS控制单元的关键组成部分，确保与汽车总线（如CAN和LIN）的连接。资料还推荐了适用于EPS的多种产品，包括微控制器、功能安全的SBC、MOSFET预驱动器和信号调适器等。
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电动助力转向(EPS)
电动助力转向（EPS）系统通过提高操控感和转向感，增强车辆安全性。恩智浦的16位和32位汽车MCU提供强大的计算能力和专用外设，支持电机控制。集成电源解决方案和预驱动器是EPS控制单元的关键组成部分，确保与汽车总线（如CAN和LIN）的连接。资料还推荐了适用于EPS的多种产品，包括微控制器、功能安全的SBC、MOSFET预驱动器和信号调适器等。
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具备待机模式的双高速CAN收发器：TJA1048
TJA1048是一款由NXP Semiconductors生产的双高速CAN收发器，适用于汽车行业的高速CAN应用。它具备待机模式和总线唤醒能力，改进了电磁兼容性和静电放电性能，适用于多种低功耗节点，尤其适合车身控制和网关单元。该收发器可直接连接3V至5V的微控制器。
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带待机模式的双高速CAN收发器：TJA1048
TJA1048是一款双高速CAN收发器，用于控制器局域网（CAN）协议控制器与物理两线CAN总线之间的接口。该收发器适用于汽车行业的高速CAN应用，为CAN协议控制器提供差分发送和接收能力。TJA1048是NXP半导体第三代高速CAN收发器，在EMC和ESD性能方面有所提升，并具备以下特点：理想的无源行为、低电流待机模式、可直接与3V至5V供电的微控制器接口。该产品符合ISO11898标准，支持高速CAN网络，适用于需要低功耗模式和通过CAN总线唤醒功能的Body Control和Gateway单元。
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MPC5775B BMS和VCU参考设计
该资料介绍了MPC5775B BMS和VCU参考设计（RDVCU5775EVM），这是一个集成电池管理系统（BMS）和车辆控制单元（VCU）高压功能的参考设计。该设计基于32位Power Architecture MPC5775B MCU、FS6523功能安全SBC和MC33664高速转换物理层（TPL）网络，支持MC3377x电池单元控制器EVB级联链和CD1030 33通道多开关检测接口（MSDI）的可编程电流。设计适用于ISO 26262 ASIL D汽车应用。
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混合动力汽车(HEV)应用
恩智浦为混合动力汽车（HEV）提供了一系列产品，包括转换器和充电器、启动/停止系统以及混合动力控制单元。这些产品旨在提高HEV的效率，并确保电池正常充电和系统可靠性。资料中详细介绍了各个组件的原理图和推荐产品，如MPC560xB MCU、S12XE MCU、电池管理系统等。
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混合动力汽车(HEV)应用
恩智浦为混合动力汽车（HEV）提供了一系列产品，包括转换器和充电器、启动/停止系统以及混合动力控制单元。这些产品旨在提高HEV的效率，并确保电池正常充电。资料中详细介绍了这些产品的功能、推荐的产品型号以及相关技术规格。
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混合动力汽车(HEV)应用
恩智浦为混合动力汽车（HEV）提供了一系列产品，包括转换器和充电器、启动/停止系统以及混合动力控制单元。这些产品旨在提高HEV的效率，并确保电池正常充电。资料中详细介绍了这些产品的功能、推荐的产品型号以及相关技术规格。
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混合动力汽车(HEV)应用
恩智浦为混合动力汽车（HEV）提供了一系列产品，包括转换器和充电器、启动/停止系统以及混合动力控制单元。这些产品旨在提高HEV动力效率，并确保电池正常充电。资料中详细介绍了各个组件的功能和推荐的恩智浦产品，如MPC560xB MCU、S12XE MCU、电池传感器和栅极驱动器等。
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混合电动汽车（HEV）应用
本文介绍了NXP为混合动力汽车（HEV）应用提供的解决方案，包括转换器和充电器、启动/停止系统和混合动力控制单元。转换器和充电器部分涉及电池包控制、12V电池监控和DC/DC转换器，推荐产品包括MPC560xB MCU、S12XE MCU、S12XS MCU、S12P MCU、S12G MCU、MM912_637电池传感器和56F824X_825X数字信号控制器。动力系统部分包括安全SBC、门驱动器、微控制器（MCU）、输入信号和传感器接口、输出驱动器和外部输入（IVN & Gateway），推荐产品包括FS6600安全SBC、GD3100门驱动器、S32S微控制器、MPC574xP MCU、MPC5777C MCU、MPC564xL MCU、CD1020低成本22通道多开关检测接口和MPC574xB-C-G MCU。启动/停止系统部分涉及微控制器（MCU）、安全SBC、CAN/LIN收发器、预驱动模块和MOSFET低RDs，推荐产品包括MPC560xB MCU、S12XE MCU、S12XS MCU、S12P MCU、S12G MCU、S32 Automotive Platform、FS4500安全SBC、FS26安全SBC、FS6600安全SBC、CAN收发器、MC33937 3相场效应晶体管预驱动器和MC12XS2 12V多用途低RDSON极端开关。
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极端开关系列应用说明中的MC12XS3诊断和保护功能
本文档概述了NXP Semiconductors的MC12XS3 eXtreme开关系列中提供的诊断功能，包括开路负载、短路到VBATT、短路到GND、电流感应、温度反馈、欠压和过压检测。文档详细介绍了每种诊断功能的原理、限制条件和阈值，并提供了相关图表和示例。
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柴油发动机管理
恩智浦提供一系列产品，包括MCU、气压传感器和BAP传感器，以帮助改善柴油汽车的燃油经济性、性能和排放。产品包括适用于柴油发动机管理的微控制器、输出驱动器、物理接口、输入信号和传感器接口电路、安全SBC、喷油器驱动器、电机驱动器H桥、BAP传感器、MAP传感器以及油箱和燃油轨压力传感器。
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柴油发动机管理
恩智浦提供多种微控制器、传感器和驱动器，用于柴油发动机管理，以提升燃油经济性、性能和满足排放标准。解决方案包括MCU、BAP传感器、模拟/混合信号IC驱动器等，涵盖温度、压力、转速等关键参数监测和控制。
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柴油发动机管理
恩智浦提供全面的柴油发动机管理解决方案，包括MCU、气压传感器、模拟/混合信号IC驱动器等，旨在提升柴油汽车的燃油经济性、性能和排放标准。解决方案涵盖温度、转速、压力等关键参数的监测与控制，并支持多种技术选项。
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柴油发动机管理
恩智浦提供全面的柴油发动机管理解决方案，包括MCU、气压传感器、模拟/混合信号IC驱动器等，旨在提升柴油汽车的燃油经济性、性能和排放标准。解决方案涵盖温度、转速、压力等关键参数的监测与控制，并支持CAN和LIN通信接口。推荐产品包括S32K1通用微控制器、MPC5777C和MPC5746R MCU，以及多种输出驱动器和传感器。
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1级和0级安全电源系统基础芯片，带CAN灵活数据收发器：FS6500
FS6500是一款系统基础芯片，为MCU提供电源并优化能耗。具备高级功能安全措施，适用于ASIL B/D应用。集成CAN FD和LIN物理接口，符合ISO和OEM标准。具备多种集成安全特性，如关键模拟参数监控、安全状态机和高级看门狗，降低软件复杂性。支持高达150°C的高温，符合AEC-Q100 Grade 0汽车认证标准。
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恩智浦全新功能安全SBC–FS26
本文介绍了NXP公司推出的新一代功能安全单板计算机（SBC）FS26。FS26具备高效率、安全性和可扩展性，适用于汽车安全应用。主要特点包括：支持12V/24V直流输入，提供高压降压、核心电压和升压转换器，具备多种安全功能，如故障安全状态机、安全监控单元、故障收集和控制单元等。FS26可与S32K系列安全微控制器配合使用，提供全面的电源管理和安全解决方案。
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用于汽车应用的可扩展功能安全解决方案的安全SBC
NXP提供的汽车级系统基础芯片（SBCs）支持多种汽车应用，包括动力系统、底盘、ADAS和网关等。这些SBCs结合了先进的电源管理和功能安全监控，适用于需要高安全性和高完整性性能的系统级解决方案。NXP的SBC产品线包括多种型号，针对不同的应用场景和ASIL等级提供定制化解决方案。
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FS65和FS45故障静音电源系统基础芯片产品系列手册
FS45和FS65系列芯片是针对车辆电气化趋势设计的可扩展、稳健且高度可靠的系统基础芯片。适用于电动汽车、混合动力电动汽车和电池管理系统。这些芯片集成了电源管理和监控功能，适用于恶劣环境中的功能安全管理系统。它们支持从2.7V到28V的电压范围，适用于汽车应用。FS45和FS65系列芯片具备高安全性和完整性性能，能够满足多个关键市场要求，包括对恶劣环境的适应性、高效的双DC-DC供电解决方案，以及可配置的安全架构。
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车辆电气化解决方案
本文介绍了NXP公司在汽车电气化领域的解决方案，包括动力域控制、电池管理系统、混合动力/电动汽车动力总成、开发平台、微控制器混合控制单元、车辆动力学和安全微控制器、通用节点、功能安全系统基础芯片、电池管理系统、电池压力监测传感器、高压逆变器、车辆网络协议等。NXP提供了一系列产品和服务，旨在帮助汽车制造商和开发者加速电动汽车系统的发展，满足不断增长的电气化需求。
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车辆电气化解决方案
本文介绍了NXP公司在汽车电气化领域的解决方案，包括动力域控制、电池管理系统、混合动力/电动汽车动力总成、开发平台、微控制器混合控制单元、车辆动态和安全MCU、通用节点、电源管理、电池管理系统、压力传感器、电机控制、车辆网络协议等。NXP提供了一系列产品和服务，旨在帮助汽车制造商和开发者加速电动汽车系统的发展，并满足不断增长的车辆电气化需求。
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车辆电气化解决方案
本资料主要介绍了NXP公司在汽车电子领域，特别是电动汽车（EV）和混合动力汽车（HEV）领域的解决方案。内容包括电池管理系统、电机控制、功率管理、车辆网络协议等，以及NXP提供的开发平台和工具。资料强调了NXP在汽车半导体领域的领导地位，以及其在功能安全和性能方面的优势。
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电池管理系统
恩智浦提供的电池管理系统（BMS）适用于工业和汽车应用，具备高测量精度和功能安全能力。系统包括电池电压、电流和温度监控，支持多种电池类型，如铅酸电池和锂离子电池。解决方案集成高性能处理器和模拟前端，优化BOM，并提供多种推荐产品，包括电池传感器、电池控制器、微控制器（MCU）、电机驱动器和车载网络与网关等。
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电池管理系统
恩智浦提供的电池管理系统（BMS）适用于工业和汽车应用，具备高测量精度和功能安全能力。系统包括电池电压、电流和温度监控，支持多种电池类型，如铅酸电池和锂离子电池。解决方案集成高性能处理器和模拟前端，优化BOM，并提供多种推荐产品，包括电池传感器、隔离通信、电池控制器、微控制器、电机驱动器、车载网络与网关等。
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汽车安全系统
本文介绍了NXP公司提供的汽车级系统基础芯片（SBCs），这些芯片具备功能安全架构和行为，适用于支持车辆电动化、自动驾驶和连接趋势的汽车设计。文章详细阐述了NXP SBCs在功率管理、功能安全监控方面的优势，以及其在不同汽车应用中的解决方案，包括ADAS、自动驾驶、动力总成和车身舒适度等。此外，还介绍了NXP的SafeAssure功能安全计划和NXP质量基础，以确保产品符合ISO 26262和IEC 61508标准。
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传动系统与变速箱
传动系统确保发动机扭矩高效传输至路面，提供牵引力和控制力。资料介绍了微控制器、模拟和混合信号IC在恶劣环境中的高性能和高温操作能力，适用于自动手动变速器和双离合器应用。此外，MCU产品组合提供完整的开发生态合作体系，包括低级软件工具，以加快设计周期。资料还展示了传动系统与变速箱的原理图，并列出了推荐的产品，如微控制器、电源、输入信号调适电路、开关检测和多通道低边开关和驱动器等。
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传动系统与变速箱
传动系统与变速箱资料主要介绍了如何高效地将发动机扭矩输出传送到路面，确保驾驶员获得所需的牵引力和控制力。资料中详细阐述了微控制器产品组合、模拟和混合信号IC在恶劣环境中的高性能和高温操作能力，以及为自动手动变速器和双离合器应用提供的可靠性。此外，资料还展示了传动系统与变速箱的模块图，并推荐了适用于该系统的微控制器、电源、输入信号调适电路、开关检测和多通道低边开关和驱动器等产品。
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电动助力转向
电动助力转向（EPS）系统通过提高操控感和转向感，增强车辆安全性。恩智浦的16位和32位汽车MCU提供强大的计算能力和专用外设，支持电机控制。集成电源解决方案和预驱动器是EPS控制单元的关键组成部分，确保与汽车总线（如CAN和LIN）的连接。资料还推荐了适用于EPS的多种产品，包括微控制器、功能安全的SBC、MOSFET预驱动器和信号调适器等。
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变速器与变速箱
本文介绍了变速器与变速箱的微控制器产品组合，包括适用于恶劣环境的高性能和高温操作的MCU，以及自动手动变速器和双离合器应用所需的可靠性。文中详细展示了变速器与变速箱的模块图，并推荐了适用于该领域的微控制器、安全SBC、输入信号调适电路、开关检测和多通道低边开关和驱动器等产品。
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电动汽车电源逆变器控制参考平台100 kW级电源逆变器设计套件，符合ASIL-D功能安全标准
本资料介绍了一款适用于电动汽车牵引电机的100 kW级高压功率逆变器设计套件，旨在满足ASIL-D功能安全要求。该套件包括硬件参考设计、系统启用软件和功能安全支持，包含NXP的GD3100隔离IGBT栅极驱动器、MPC5775E高性能ASIL-D MCU、FS65坚固的ASIL-D SBC等组件，并支持冗余CAN总线接口。套件还包括设计指南、软件驱动程序和用户手册等。
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