Fujitsu內置FR81S內核的高性能32位微控制器方案

近年來(lái)，在汽車(chē)性能方面，除了要求對諸如駕駛、轉向和停車(chē)等駕駛功能加以改進(jìn)外，還要求對安全性、舒適性和環(huán)保性等相關(guān)性能加以提高。雖然內置式微控制器最近為眾多汽車(chē)系統所用，但是為了將來(lái)能夠實(shí)現更安全、更舒適和更環(huán)保的系統，對它們進(jìn)行性能和功能的改進(jìn)將至關(guān)重要。

簡(jiǎn)介/產(chǎn)品特性

■ 面向更安全、更舒適且更環(huán)保的系統

我們開(kāi)發(fā)了內置“FR81S”專(zhuān)用32位高性能 CPU 內核的 MB91770 系列和 MB91725 系列新型微控制器，能夠控制新一代汽車(chē)系統。儀表盤(pán)控制是 MB91770 系列的主要應用領(lǐng)域，而車(chē)身控制（空調、BCM等）則是 MB91725 系列的主要應用領(lǐng)域。

■ 新型內置式高性能32位 CPU 內核“FR81S”

本產(chǎn)品采用 FR81S 內核，提供了比傳統32位“FR60”CPU 內核高30%或以上的處理性能。FR81S 的工作性能為 1.3MIPS/MHz，作為面向汽車(chē)應用的微控制器，它提供了極高的處理性能。它還具有內置式單精度浮點(diǎn)運算單元（FPU），能夠滿(mǎn)足圖像處理系統和那些需要浮點(diǎn)操作功能的系統（如制動(dòng)器控制）的要求。雖然時(shí)至今日不帶 FPU 的傳統產(chǎn)品仍然需要定點(diǎn)運算之類(lèi)的運算方法，但是本產(chǎn)品具有硬件支持，因此能夠簡(jiǎn)化軟件程序并提升運算性能。

照片1：外觀(guān)圖



■ 帶有64個(gè)內置式消息緩沖器的 CAN 控制器

最近，在汽車(chē)的 CAN 網(wǎng)絡(luò )中存在著(zhù)大量?jì)戎檬?ECU；它們的規模隨著(zhù)節點(diǎn)數量的增加而不斷擴大。雖然傳統32位 CAN 微控制器主要具有32個(gè)內置式消息緩沖器，但是這款產(chǎn)品具有64個(gè)內置式消息緩沖器，從而能夠支持帶有大量節點(diǎn)的系統。并且，它還支持 ver.2.0A/B 充當 CAN 協(xié)議和高達 1Mb/s 的比特率。

■ 能夠通過(guò)可切換串行接口和 LIN-UART 連接多種外設功能

本產(chǎn)品將內置式多功能串行接口用作串行通信接口（MB91770 系列內的2條通道和 MB91725 系列內的4條通道）。該多功能串行接口可以通過(guò)軟件切換為各條通道選擇 UART、時(shí)鐘同步串行、LIN-UART 和 I2C。這樣就可以靈活支持外部器件的通信規范和提高系統設計的自由度。除了該多功能串行接口以外，本產(chǎn)品還具有 LIN-UART 的6條通道，從而能夠與更多控制單元進(jìn)行通信。

■ 可以擴展電路板布局范圍的功能

● 外部總線(xiàn)接口終端專(zhuān)用的電源

本產(chǎn)品為外部總線(xiàn)接口終端配備了獨立電源。因此，無(wú)需在 ECU 板上安裝電平轉換器（先前連接那些在采用單個(gè)電源的傳統產(chǎn)品內、具有不同工作電壓的外部器件時(shí)，必須具有電平轉換器）。并且，該外部總線(xiàn)接口終端的電源電壓范圍為 3.0V 至 5.5V，因此它可以靈活地連接單元存儲器、圖像用 ASIC 等。

● I/O 再分配功能

微控制器的外設單元的分配和接線(xiàn)方式在很大程度上取決于微控制器的引腳分配。為了減少引腳分配給電路板布局帶來(lái)的物理約束，本產(chǎn)品提供了內置式 I/O 再分配功能，可以通過(guò)軟件設置來(lái)改變 I/O 端口分配。由于 I/O 再分配功能允許我們從分配的終端中選擇需要用到的外設終端，所以可以大幅提高電路板布局的自由度。

從外設和分支數量（可以再分配的終端數量）如下所示。

圖2展示了 I/O 再分配功能略圖。

[從外設和分支數量]

● PPG：11通道 × 3分支

● 輸入采集：6通道 × 3分支

● LIN-UART：4通道 × 2分支

● 重加載定時(shí)器：4通道 × 3分支

圖1：MB91770 系列/MB91725 系列在汽車(chē)中的應用視圖



圖2：I/O 再分配功能示意圖