用32位MCU設計應用系統時(shí)的軟硬件考慮

與代碼開(kāi)發(fā)工作項目相關(guān)的其它重要的問(wèn)題也不可被忽視：

* 實(shí)時(shí)操作系統選擇：已有很多論文和文章就如何選取擇實(shí)時(shí)操作系統給出了建議。對于ECU設計，OSEK已經(jīng)逐漸演變?yōu)樾袠I(yè)標準RTOS，可從許多的供應商那里買(mǎi)到這種具有確定性、魯棒性、高效率和穩定的解決方案。

* 調試模式：軟件工程師應當在項目進(jìn)入集成階段的時(shí)候，確信自身具備足夠的查錯及排障的能力，盡管代碼模擬器相當可靠，但集成問(wèn)題還是存在的。這時(shí)候要怎么辦？答案各有不同。以ECU設計為例，一個(gè)全速傳統的在線(xiàn)仿真器(ICE)的價(jià)格昂貴(12,000美元)，它不僅在引擎隔倉中應用在線(xiàn)仿真的難度很大，而且不能用于解決棘手的時(shí)序問(wèn)題。

相比之下，片上調試(JTAG型) 仿真器是經(jīng)濟的($1,000) ，并且較易于連接到系統上。舉個(gè)例子，Renesas' E10A是一種JTAG-兼容硬件調試器，該種調試器可使工程師詢(xún)問(wèn)并控制寄存器集以及某個(gè)超高整處理器的RAM存儲器。此外，要提高ECU代碼的精度，軟件工程師要能利用某種AUD(高級用戶(hù)調試) 的特性，該AUD會(huì )形成超高速CPU管線(xiàn)的特別的線(xiàn)跡。Renesas SH7058 MCU系列中，MCU上的AUD界面是雙向作用的，并且無(wú)須暫停CPU，也可使RAM進(jìn)行存儲。

硬件問(wèn)題

32位系統的開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì )遇到很多硬件問(wèn)題，以下幾點(diǎn)值得特別注意：

* 電源供應濾波：絕大部分32位MCU比16位MCU的運行速度要快很多，此外，32位MCU的CPU內核要求獨立的低壓供電系統，因此其噪聲容限要比I/O電路嚴格得多。因此，在PUB周?chē)?，尤其MCU的附近要安放足夠的低頻和高頻的去耦電容，實(shí)踐表明去耦電容能夠有效地降低噪聲。

* 片上閃存：在過(guò)去，用于ECU 系統中的許多MCU 不具備足夠的內存作為一個(gè)單芯片控制器進(jìn)行運行，并且部分MCU 就根本沒(méi)有程序內存，結果是程序內存被設置在芯片之外，由于需要大量高速尋址和數據總線(xiàn)，因而常常會(huì )導致EMI問(wèn)題的出現。

目前，像SH7058這樣的32位ECU具有1 MB閃存，具有真正意義的單片解決方案特征。在大多數情況下，由于具有大量的片上程序內存，所以不再需要片外內存。在采用SH7058的ECU設計中，片上閃存可通過(guò)兩種方式進(jìn)行固化，一種是在主板制造前，對器件進(jìn)行固化，另一種是主板的設計完成后在系統內進(jìn)行固化，這樣，軟件工程師在升級代碼時(shí)就有了很大的靈活性，工程師甚至能在ECU被安裝在車(chē)輛內部以后，也能借助車(chē)載總線(xiàn)(CAN)進(jìn)行升級操作。

本文小結

從16位到32位MCU的跨躍是一個(gè)質(zhì)的飛躍，這種趨勢是不可避免的。32位實(shí)現方案極大地提升系統的運算能力及操作性能，進(jìn)行成功轉換的關(guān)鍵是要有充分的準備、訓練和周密的開(kāi)發(fā)工具選擇策略，此外，像瑞薩這樣的32位MCU供應商的持續支持也是至關(guān)重要的。