儀表盤(pán)和車(chē)身控制設計應用

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。

產(chǎn)品特性

面向更安全、更舒適且更環(huán)保的系統：富士通開(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”：這款產(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。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。

產(chǎn)品外觀(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)戎檬紼CU；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

1.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。

2.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：

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2展示了I/O再分配功能略圖。

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。

應用實(shí)例

1.MB91770系列(面向儀表盤(pán)應用)

雖然最近的汽車(chē)中存在著(zhù)多種不同類(lèi)型的儀表盤(pán)指示，但是那些處理視覺(jué)信息的儀表盤(pán)系統都需要將必要的駕駛信息在很短的時(shí)間內準確無(wú)誤地傳遞給駕駛員。MB91770系列實(shí)現了系統的實(shí)時(shí)處理，并且具有FR81S內核的高處理性能；它內置有外設功能，是采用STN法和LCD面板的儀表盤(pán)控制的最佳選擇。

它具有內置式步進(jìn)馬達控制器的6條通道，能夠控制速度計、轉速計等的指針。它還具有用于里程表指示的段式LCD控制器(32段×4com)和用于生成充當轉向信號聲源的波形的發(fā)聲器。和傳統產(chǎn)品相比，該發(fā)聲器的功能得到了大幅提高。盡管傳統發(fā)聲器只具有能夠在音量改變的情況下逐漸降低音量的淡出效應功能，但是MB91770系列除了具有淡出效應以外，還能夠按照規定的速度降低或提高音量。并且，可以利用16位分辨率實(shí)現音量微調，從而實(shí)現更平滑的音變。

MB91770系列的應用實(shí)例如圖3所示。