汽車儀表板及車身控制設(shè)計要領(lǐng)

汽車的儀表板為駕駛提供各種實時的視覺信息谍夭，這些信息是輔助決策的重要參考尼缨，必須快速且準(zhǔn)確無誤的傳遞給駕駛員知道集圈。此外包萧，汽車中的空調(diào)及車身控制模塊（BCM）系統(tǒng)颁音，負(fù)責(zé)為駕駛及乘客提供舒適的乘車環(huán)境。其中空調(diào)系統(tǒng)過執(zhí)行最佳控制將汽車內(nèi)部的溫度迅速降至較為舒適的水平荠划，并根據(jù)來自于各個傳感器的信息保持舒適的車內(nèi)溫度恕下。BCM系統(tǒng)則可以集中控制多個ECU，如車門刘纸、座椅和組合開關(guān)等桥庵。

不論是儀表盤控制或車身控制的MCU，都必須提供更高的處理性能侈滚、處理大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的能力氯鲫、支持多種外圍連接的接口功能窍颗、可擴展電路板布局范圍的功能、先進(jìn)的內(nèi)存架構(gòu)倾祈，以及更便利的開發(fā)環(huán)境吸占。這些設(shè)計需求分析如下：

高處理性能：

MCU要提升處理性能，必須從其核心及軟凿宾、硬件系統(tǒng)架構(gòu)下手以富士通新一代MCU的FR81SCPU核心為例矾屯，它的工作性能達(dá)到1.3MIPS/MHz，比上一代FR60核心高出30%的處理效能初厚；因具有內(nèi)置式單精度浮點運算單元（FPU）件蚕，能夠滿足圖像處理系統(tǒng)和那些需要浮點操作功能的系統(tǒng)（如制動器控制）要求。此外产禾，透過硬件式的FPU支持排作，能夠簡化軟件程序并提升運算性能。

大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處理能力：

今日汽車中的CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在著大量的內(nèi)置式ECU亚情，它們的規(guī)模隨著節(jié)點數(shù)量的增加而不斷擴大纽绍，因此車用MCU必須支持更多的訊息緩沖器（messagebuffer）。上一代的32位CAN微控制器能提供達(dá)32個內(nèi)置式訊息緩沖器势似，但現(xiàn)在已顯得不敷使用拌夏，以新一代富士通MCU來說，已能支持達(dá)64個內(nèi)置式訊息緩沖器履因，而且支持CAN2.0A/B規(guī)格及提供1Mbps的高傳輸率辰诉。

廣泛接口支持能力：

車用MCU連接的外圍相當(dāng)多樣，而連接的接口可能是UART越客、頻率同步串行敏袄、LIN-UART和I2C，因此必須具備彈性的接口連接能力瀑兜。為了滿足此需求坚为，富士通將內(nèi)置式多功能串行接口用作串行通信接口，并透過軟件方式來切換上述各種接口按翅，以靈活支持外部組件的通信規(guī)范尿绕，并提高系統(tǒng)設(shè)計的自由度。新系列MCU還提供LIN-UART的6條通道憾侮，從而能夠與更多控制單元進(jìn)行通信唧整；其中MB91725系列因具有定時器功能的多條信道和A/D轉(zhuǎn)換器，更容易達(dá)成各種功能的整合选畴。

可擴展電路板布局范圍的功能

由于車用電路板系統(tǒng)的布局設(shè)計方式相當(dāng)多樣啊沟，車用MCU必須能滿足這些設(shè)計的需求。一些可行的作法包括為外部總線接口終端配置獨立電源，使得ECU板上無需再安裝電平轉(zhuǎn)換器茶宵。此一外部總線接口終端的電源范圍要廣（如涵蓋3.0V至5.5V）危纫，進(jìn)而能彈性地和單元內(nèi)存或圖像用ASIC相連。

另一個作法是讓MCU具備內(nèi)置式I/O再分配的功能乌庶，透過軟件設(shè)置即可改變I/O連接埠的分配种蝶。如此一來，設(shè)計者可以更彈性地與特定外圍相連結(jié)安拟，進(jìn)而大幅提升電路板布局的自由度。

先進(jìn)的內(nèi)存架構(gòu)：

為了提升工作處理彈性宵喂，今日車用微控制器的系統(tǒng)中往往會內(nèi)置嵌入式內(nèi)存（Flash）糠赦。過去只將Flash用于程序儲存，新一代MCU的架構(gòu)中也加入數(shù)據(jù)用的Flash锅棕。此架構(gòu)不僅能提高數(shù)據(jù)寫入速度拙泽，因不再需要E2PROM，也能縮小電路板的面積裸燎。此外顾瞻，將數(shù)據(jù)與程序同時儲存于微控制器的Flash內(nèi)存中，也有助于防止信息的泄露德绿。

更便利的開發(fā)環(huán)境：

一般產(chǎn)品必須利用ICE主單元和驗證用評估芯片來進(jìn)行系統(tǒng)檢驗株速，為了降低驗證的復(fù)雜度，我們?yōu)樾乱淮鶰CU產(chǎn)品提供芯片上（on-chip）的偵錯方式彻盐。它采用單線調(diào)試接口唉箩，可以實現(xiàn)汽車評估或一致性測試，并且能夠利用通用同軸電纜晕忙、在高達(dá)10米的范圍內(nèi)實現(xiàn)小型ICE主單元和目標(biāo)電路板之間的通信交鹊。這可以簡化按照常規(guī)難以實現(xiàn)的汽車評估。

一輛汽車中的電子系統(tǒng)愈來愈復(fù)雜膛画，對于車用MCU的仰賴也愈來愈深酥盼。針對汽車儀表板及車身控制設(shè)計，必須為駕駛提供精準(zhǔn)迅速的輔助信息癞亩，以及便利舒適的乘車空間传等，因此相關(guān)的MCU也必須滿足更高的性能及更彈性的設(shè)計需求，才能為應(yīng)用功能的開發(fā)帶來幫助绪痘。

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