微控制器測量技術(shù)的重大飛躍

創(chuàng )新的ECU測量理念——實(shí)現測量數據速率最大化的同時(shí)對CPU運行時(shí)間的影響最小

隨著(zhù) ECU復雜程度的增加，ECU的數據量越來(lái)越大，測量和標定參數也越來(lái)越多。而先前所采用的測量、標定及Flash刷寫(xiě)的解決方案在數據帶寬上的局限已經(jīng)越加明顯。正是基于這種背景，Robet Bosch公司開(kāi)始尋求更加強大的、具有未來(lái)競爭力的新的測量解決方案，以滿(mǎn)足下一代ECU開(kāi)發(fā)的需求，尤其是新一代大范圍雷達傳感器的開(kāi)發(fā)。

Bosch所研發(fā)的大范圍雷達傳感器LRR3（Long-Range Radar）工作頻率可高達77 GHz，其為汽車(chē)內許多安全系統和駕駛輔助系統提供信號輸入，包括各種版本的安全預測系統（Predictive Safety System, PPS）和自適應巡航控制系統（Adaptive Cruise Control, ACC）。這些汽車(chē)電子行業(yè)中最小的雷達傳感器，自2009年初就被應用于汽車(chē)生產(chǎn)，以其遠程采集范圍可達250米，寬孔徑角可達45°的優(yōu)勢而備受關(guān)注。同時(shí)其價(jià)格優(yōu)勢更使其擁有覆蓋從豪華車(chē)到中端車(chē)以及商用車(chē)非常廣泛的應用領(lǐng)域。然而，Bosch的工程師在進(jìn)行該項研發(fā)過(guò)程中的測量和標定環(huán)節遇到了麻煩。除數據測量和記錄外，標定及Flash刷寫(xiě)等都亟需更高效的解決方案，要求低延遲時(shí)間和極高的數據傳輸速率特性。

從技術(shù)層面來(lái)看，測量系統的模塊化以及使用標準化的PC接口都是必要的。產(chǎn)品ECU樣機的研發(fā)可以使研發(fā)輕松地過(guò)渡到后階段的生產(chǎn)。為了獲取大量的測量信號（多達100,000個(gè)）并保證數據的準確性，數據速率必須至少達到4 MB/s，同時(shí)要確保對處理器運行時(shí)間的影響要盡可能小。

現有的解決方案：低數據速率，高CPU負載

在使用標準化測量和標定協(xié)議CCP或XCP-on-CAN、FlexRay、JTAG或SPI的解決方案時(shí)，集成于ECU中的協(xié)議驅動(dòng)負責周期性讀取、拷貝及上傳測量和標定信號值。由于測量數據量比較大，該驅動(dòng)需要占用的內存資源相應也會(huì )比較大，而ECU的RAM資源卻又非常有限。此外，總線(xiàn)負載也會(huì )隨之增加，這些都將對ECU軟件造成負面的影響。當前的數據測量方案有效速率可覆蓋從基于CAN總線(xiàn)的50 KB/s到基于FlexRay，JTAG及SPI的最大400 KB/s的范圍。

微處理器上的高性能調試接口提供了新的可能的解決方案

Bosch決定與Vector的相關(guān)技術(shù)專(zhuān)家共同合作設計一個(gè)全新的測量及標定系統。測量接口將采用目前越來(lái)越多的中端微處理器都具有的調試用數據跟蹤接口。以標準的Nexus Class 3接口為例，其能以最小的處理器負載向外界傳遞ECU的內部變化的信息。

該方法的基本原理是通過(guò)調試接口從ECU內部獲取數據，然后通過(guò)一根特定的高速線(xiàn)纜將數據傳送給外部的測量適配器。數據的傳輸遵循特定的串行通信協(xié)議，而外部的測量適配器則能通過(guò)標準化的XCP-on-Ethernet協(xié)議將實(shí)際測量數據傳輸至獨立于ECU 的PC機之上的應用程序。

在此項目中，ECU的接口連接到一個(gè)聯(lián)接件(POD)上，結構十分緊湊且易于在ECU上安裝。POD包含獲取和傳送測量數據所需的所有的電子元器件。為了確保正常工作，POD完全可以兼容當前所有ECU的機電工作環(huán)境。例如，POD可安裝在發(fā)動(dòng)機艙的重要位置進(jìn)行工作，這也是Bosch研發(fā)項目很重要的一個(gè)要求。