利用MCU提高汽車(chē)設計性能
引言
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/197384.htm在現在的汽車(chē)設計中,人們越來(lái)越注重智能和環(huán)保這兩個(gè)方面。因為智能化的汽車(chē)可以為人們帶來(lái)高度的安全性和舒適感,在環(huán)保方面,通過(guò)使用數字技術(shù)達到節能省碳的目的。因此,數字化程度在汽車(chē)領(lǐng)域也愈來(lái)愈深,大到動(dòng)力傳動(dòng)系統,小到車(chē)載娛樂(lè )系統,無(wú)處不見(jiàn)電子組件的身影,它們被廣泛應用在感測和操控上。
在汽車(chē)電子的各個(gè)系統當中,往往需要采用微控制器(MCU)做為運作控制的核心,而汽車(chē)對電子系統的倚重,也刺激車(chē)用微控制器市場(chǎng)的快速成長(cháng)。車(chē)用微控器涵蓋8位、16位、32位等低、中、高階產(chǎn)品等級,各有其適合的應用系統,大致如下:
8位MCU:主要應用于車(chē)體的各個(gè)次系統,包括風(fēng)扇控制、空調控制、雨刷、天窗、車(chē)窗升降、低階儀表板、集線(xiàn)盒、座椅控制、門(mén)控模塊等較低階的控制功能。
16位MCU:主要應用為動(dòng)力傳動(dòng)系統,如引擎控制、齒輪與離合器控制,和電子式渦輪系統等;也適合用于底盤(pán)機構上,如懸吊系統、電子式動(dòng)力方向盤(pán)、扭力分散控制,和電子幫浦、電子剎車(chē)等。
32位MCU:主要應用包括儀表板控制、車(chē)身控制、多媒體信息系統(TelemaTIcs)、引擎控制,以及新興的智能性和實(shí)時(shí)性的安全系統及動(dòng)力系統,如預碰撞(Pre- crash)、自適應巡航控制(ACC)、駕駛輔助系統、電子穩定程序等安全功能,以及復雜的X-by-wire等傳動(dòng)功能。
1 車(chē)用MCU常見(jiàn)接口
CAN和LIN是比較常見(jiàn)的接口。
隨著(zhù)今日汽車(chē)對應用功能的要求愈來(lái)愈高,需整合的系統也愈來(lái)愈復雜,使得汽車(chē)電子系統對于高階32位 MCU的需求不斷提升。這類(lèi)車(chē)用MCU往往被置放在高熱、多塵、劇震、電子干擾嚴重的運作環(huán)境,因此對耐受性的要求遠高于一般用途的MCU。此外,在汽車(chē)的應用環(huán)境中,車(chē)用MCU必須與多個(gè)車(chē)用電子控制裝置(ECU)相連結,其中最常見(jiàn)的傳輸接口為CAN和LIN。
CAN又分為高速CAN和低速CAN,高速CAN的傳輸率可以達到1 Mbps,適用于A(yíng)BS、EMS等強調實(shí)時(shí)反應的應用;低速CAN則可達到125 Kbps,適合較低速的車(chē)體零件控制。此外,CAN控制器的型式可分為舊型的1.x、標準型的2.0A和延伸型的2.0B,愈新的規格效能自然愈好,其中 2.0B又可分為被動(dòng)(passive)型式和主動(dòng)(active)型式。
LIN則是較CAN更為低速且低成本的通訊方案,采用一個(gè)主節點(diǎn)、多個(gè)從節點(diǎn)的概念(最多支持16個(gè)節點(diǎn)),可達 20 kbps數據傳輸率,總線(xiàn)電纜的長(cháng)度最多可以擴展到40公尺。它很適合做為空調控制(Climate Control)、后照鏡(Mirrors)、車(chē)門(mén)模塊(Door Modules)、座椅(Seats)、智能性交換器(Smart Switches)、低成本傳感器(Low-cost Sensors)等較單純系統的分布式通訊解決方案。
以下將介紹應用于儀表板控制及車(chē)身控制的新一代MCU技術(shù),并以富士通新一代的MB91770系列和MB91725系列新型微控制器做為設計參考。請參考(圖一)。
圖1 儀表盤(pán)控制及車(chē)身控制MCU在汽車(chē)中的應用(以MB91770系列和MB91725系列為例)
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