STMicroelectronics (ST) 发布的基于以太网的车载音频（Audio over Ethernet，AoE）解决方案以 ZCU 3.x 解决方案主板 作为核心硬件平台，并通过 ZCU 3.x 音频扩展子板 提供可扩展的音频处理能力。此全车规级解决方案整合了系统控制、电源管理、配电保护、驱动执行、功率开关、接口通信与音频放大七大核心功能层，专为满足软件定义汽车（SDV）架构对高性能、高可靠性及OTA（空中下载）更新的需求。

---

一、ZCU 3.x 解决方案主板：核心功能集成

1. 系统控制与处理：Stellar SR6 G6 MCU

主板的核心控制器采用 SR6G6C4 / SR6G6C6 ，此器件隶属于 Stellar SR6 G6 产品线。这是一款符合32位Arm®车规标准的集成微控制器 (MCU)，内置 4 个 Cortex®-R52+ 内核 [Source: Stellar SR6 G6 Official Datasheet]，配备 16 MB NVM （支持双 15 MB OTA X2 分区）和 3.8 MB RAM。SR6G6C4 / SR6G6C6 集成硬件虚拟化、功能安全与信息安全机制 。其支持的 OTA X2 双分区设计，确保系统在执行固件更新时无需中断运行，从而实现软件定义汽车 (SDV) 的关键需求。

2. 精确电源管理

主板的电源层由以下两颗关键器件构成：

• SPSB100G 电源管理 IC (PMIC)，提供全面的主板供电管理功能。
• STPM801 ：高压热插拔控制器，支持软启动 (Soft Start) 与 OR-ing 功能，确保上下电过程具备高可靠性与安全性。

3. eFuse 配电保护：STi²Fuse 系列

配电保护层采用四款 STi²Fuse 集成高边开关控制器 [Source: STi²Fuse Series Datasheet]，提供智能熔断保护：

型号	通道数	功能描述
VNF1248F [Source: VNF1248F Datasheet]	—	高边开关控制器，集成 STi²Fuse 保护
VNF9D1M5 [Source: VNF9D1M5 Datasheet]	2 通道	高边驱动，集成 STi²Fuse 保护
VNF9Q20F [Source: VNF9Q20F Datasheet]	4 通道	高边驱动，集成 STi²Fuse 保护
VNF9D5F [Source: VNF9D5F Datasheet]	2 通道	高边驱动，集成 STi²Fuse 保护

STi²Fuse 技术通过数字化接口替代了传统物理熔断丝，集成了故障检测、精确诊断与远程控制能力 [Source: STi²Fuse Series Datasheet]，并经认证符合 ISO 26262 规定的安全完整性等级要求。

4. 开关与执行驱动方案

驱动层提供全面的多通道高边开关 (HSD) 和电机驱动解决方案：

• VN9D30Q100F [Source: VN9D30Q100F Datasheet]（6 通道）/ VN9D5D20FN [Source: VN9D5D20FN Datasheet]（4 通道）：HSD，集成 24 位 SPI 接口。
• VN9004AJ [Source: VN9004AJ Datasheet]（1 通道）/ VND9008AJ [Source: VND9008AJ Datasheet]（2 通道）：HSD，提供电流感测模拟反馈。
• L99MH98 [Source: L99MH98 Datasheet]：八路半桥预驱动器。
• VNH9030AQ [Source: VNH9030AQ Datasheet]：集成 H 桥电机驱动器。
• L9026 [Source: L9026 Datasheet]：可配置多通道继电器驱动，支持 2HS + 6HS/LS 配置。
• L9800 [Source: L9800 Datasheet]：8 通道低边驱动器。
• L99DZ200G [Source: L99DZ200G Datasheet]：前车门专用器件，支持 LIN 和 HS-CAN 接口，用于双 H 桥驱动。

5. LVMOS 功率开关

功率开关层集成了 N 沟道 PowerFLAT 5x6 封装的 MOSFET 器件，提供 40 V 和 80 V 两种电压等级支持 [Source: PowerFLAT 5x6 MOSFET Series Datasheet]：

• STL325N4F8AG [Source: STL325N4F8AG Datasheet] / STL210N4LF7AG [Source: STL210N4LF7AG Datasheet]：N 沟道 40 V MOSFET，PowerFLAT 5x6 封装。
• STL135N8F7AG [Source: STL135N8F7AG Datasheet]：N 沟道 80 V MOSFET，PowerFLAT 5x6 封装。
• STL105N4LF7AG [Source: STL105N4LF7AG Datasheet]：N 沟道 40 V MOSFET，PowerFLAT 5x6 封装。
• STL76DN4LF7AG [Source: STL76DN4LF7AG Datasheet]：N 沟道 40 V MOSFET，PowerFLAT 5x6 封装。

6. 专用接口器件

• L9663 ：PSI5 收发器 IC，专为传感器接口通信设计。

7. 主板集成音频放大器

• HFDA801A [Source: HFDA801A Datasheet]：提供 4×80 W 数字输入 D 类车规音频功率放大输出。

---

二、ZCU 3.x 音频扩展子板：增强音频性能

音频扩展子板专为增强 AoE 解决方案的音频功能而设计，包含高性能放大与编解码模块。

1. 独立功率放大器

扩展板配备两款 D 类数字输入音频功率放大器，提供卓越音质与诊断功能：

• FDA902HP [Source: FDA902HP Datasheet]：D 类数字输入车规功率放大器，集成了负载值识别 (Load Value Recognition) 与负载电流监测 (Load Current Monitor) 功能。
• HFDA80D [Source: HFDA80D Datasheet]：4 通道数字输入 D 类音频放大器，提供 Hi-Fi 级音频质量，具备在线诊断 (In-Play Diagnostics) 功能，并以 2 MHz 的高开关频率运行。

2. 编解码器（Codec）模块

扩展板集成了专用于麦克风 (MIC) 输入的编解码器模块。具体的器件型号信息待更新。

---

三、STMicroelectronics AoE 解决方案架构全景

功能层	器件类型	代表型号	核心参数/特性
系统控制	Stellar SR6 G6 MCU	SR6G6C4 / SR6G6C6	4个Cortex®-R52+内核, 16MB NVM (支持OTA X2), 3.8MB RAM
电源管理	PMIC + HV 热插拔	SPSB100G, STPM801	全板供电管理, 软启动与OR-ing功能
配电保护	STi²Fuse 高边开关	VNF1248F, VNF9D1M5, VNF9Q20F, VNF9D5F	数字化接口, 故障检测诊断, ISO 26262 合规
开关驱动	HSD + H 桥驱动	VN9D30Q100F (6通道), L99MH98 (八路半桥), VNH9030AQ (集成H桥) 等	多通道HSD (4/6通道), 24位SPI接口, 电流感测
功率开关	LVMOS（40/80 V）	STL325N4F8AG, STL135N8F7AG 等	N沟道PowerFLAT 5x6封装, 40V / 80V 支持
接口通信	PSI5 收发器	L9663	专用于传感器接口通信
音频放大（主板）	4×80 W D 类功放	HFDA801A	4通道 × 80 W 数字输入D类放大
音频放大（扩展板）	Hi-Fi D 类功放	FDA902HP, HFDA80D	负载识别与监测, 4通道, Hi-Fi品质, 2MHz开关频率
编解码（扩展板）	MIC 输入 Codec	型号待更新	专用于麦克风输入处理

---

四、常见问题（FAQ）

Q1: ST AoE 解决方案使用何种 MCU？

A1 : ZCU 3.x 主板的核心控制器是 Stellar SR6 G6 产品线的 SR6G6C4 或 SR6G6C6。此款 32 位 Arm® 车规 MCU 集成了 4 个 Cortex®-R52+ 内核 、16 MB NVM ，并内置硬件虚拟化、功能安全与信息安全机制。

Q2: 该方案如何实现 OTA 固件升级？

A2 : SR6G6C4/SR6G6C6 的 16 MB NVM 支持 OTA X2 双分区架构 (2×15 MB) 。这一设计确保系统能够在保持运行的同时安全地执行固件升级，无需中断。

Q3: 配电保护采用了哪些关键技术？

A3 : 主板的配电保护功能通过 STi²Fuse 系列器件实现，包括 VNF1248F、VNF9D1M5、VNF9Q20F 和 VNF9D5F 。这些器件以数字化智能高边开关替代传统物理熔断丝，提供了全面的故障诊断、实时监控与精准保护能力，并且经认证符合 ISO 26262 安全完整性等级要求 。

Q4: AoE 解决方案的音频输出功率是多少？

A4 : 主板集成的[ HFDA801A 数字输入 D 类放大器提供 4×80 W 的音频输出功率。扩展板上的 HFDA80D 是一款 4 通道 Hi-Fi 级 D 类放大器，具有 2 MHz 的开关频率；[FDA902HP ](https://www.st.com.cn/zh/automotive-infotainment-and-telematics/fda902hp.html) 支持负载值识别与电流监测。扩展板的具体输出功率数值未在当前文档中列出。

Q5: 方案支持哪些通信接口？

A5 : AoE 解决方案支持多种通信接口，包括：PSI5（通过 L9663 收发器实现）、LIN 和 HS-CAN（通过 L99DZ200G支持），以及高边开关的 24 位 SPI 接口 （如 VN9D30Q100F/VN9D5D20FN ）。