汽车电子嵌入式系统设计(6)车用81632位元MCU技术需求
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嵌入式系统设计的基础知识嵌入式系统是指嵌入到其他设备中,完成特定功能的计算机系统。
常见的嵌入式系统包括智能手机、数字电视机顶盒、汽车电子、工业自动化等领域。
因为嵌入式系统通常空间、能耗、成本要求都非常严苛,所以它们和通用计算机相比有很多不同之处。
本文将从嵌入式系统设计的角度,介绍嵌入式系统设计的基础知识。
一、嵌入式系统的硬件设计基础知识嵌入式系统的硬件设计是指对嵌入式系统的各个硬件组成部分进行设计、选型、集成、排布的过程。
嵌入式系统的硬件设计必须考虑以下几个方面。
1.芯片选型单片机(MCU)是嵌入式系统常用的芯片,由于嵌入式系统对芯片的集成度要求很高,常用的MCU都集成了很多模拟和数字外设如模数转换器(ADC)、通用异步收发器(UART)、同步串行收发器(SPI)、I2C接口等,可以很方便地与外部设备进行通讯。
当然,其他器件如FPGA、DSP等也可以作为嵌入式系统的芯片。
2.电源选择嵌入式系统的电源选择不仅要考虑芯片的输入电压特性,还要考虑嵌入式系统的整体功耗和稳定性,特别是对于多电压需求的系统更要注意电源的设计。
3.尺寸和布局嵌入式系统的尺寸和布局既要考虑外部尺寸限制,又要考虑内部线路的布局和信号的传输特性。
因为一旦系统原型被制作出来,改动就会变得十分困难,这就要求硬件设计人员对布局的精确把握和对参数的准确计算。
4.时钟电路嵌入式系统内的各个部件需要同步,通常需要一个精确的时钟电路驱动。
在时钟电路的设计中,要考虑功耗、抗干扰性等因素。
二、嵌入式系统的软件设计基础知识嵌入式系统的软件设计是指嵌入式系统的固件设计、操作系统选择和软件架构的设计等多个方面。
在开发嵌入式系统时,软件设计是非常重要的一个环节。
1.固件设计在开发嵌入式系统时,需要编写固件程序,这是嵌入式系统的基础软件。
固件程序通常被编写在C语言或某些汇编语言中。
编写固件程序时,需要考虑程序的规模、执行速度、可维护性、代码安全性等多重因素。
车用电控系统的硬件和软件设计1. 引言车用电控系统是现代汽车中非常重要的组成部分,它负责控制和管理各种电子设备和系统,如引擎控制单元(ECU)、防抱死制动系统(ABS)、车身稳定控制系统(ESP)等。
本文将着重探讨车用电控系统设计中的硬件和软件两个方面。
2. 车用电控系统硬件设计车用电控系统的硬件设计主要包括电子模块、传感器、执行器和通信网络等。
电子模块是车用电控系统的核心,其主要功能是收集和处理从传感器获取的数据,并通过控制执行器来实现相应的操作。
传感器用于实时监测车辆的各种参数,如车速、转速、水温等,并将其转化为电信号传输给电子模块。
执行器则根据电子模块的指令执行相应的动作,如控制发动机的点火时间、调整刹车系统的压力等。
通信网络用于在不同电子模块之间进行数据传输和通信交互,如使用控制器区域网络(CAN)协议进行数据传输。
3. 车用电控系统软件设计车用电控系统的软件设计主要包括嵌入式软件和应用软件两个层面。
嵌入式软件是运行在电子模块中的底层软件,其主要任务是处理传感器数据和执行指令,保证系统的稳定和可靠性。
嵌入式软件需要具备实时性、高可靠性和高稳定性,并需要与硬件紧密配合,以实现系统的各项功能。
应用软件则是在嵌入式软件的基础上实现的,它负责控制和管理车用电控系统的功能,如发动机控制、刹车控制、车身稳定控制等。
应用软件需要根据具体车型和需求进行定制开发,以满足不同车辆的需求。
4. 车用电控系统设计的挑战车用电控系统设计面临着许多挑战,其中之一是系统的可靠性和安全性。
由于车用电控系统与车辆的安全直接关联,因此必须保证系统的可靠性和安全性以防止发生事故。
此外,车用电控系统的设计还需要考虑电磁干扰、高温环境和长时间运行等因素对系统性能的影响。
此外,不同车型和厂家之间的差异也增加了车用电控系统设计的复杂性。
5. 结论车用电控系统的硬件和软件设计是现代汽车设计中至关重要的一环。
通过合理选择电子模块、传感器和执行器,并采用先进的通信网络技术,可以实现车用电控系统的高效运行。
嵌入式软件在汽车电子系统中的应用及发展动向随着科技的不断进步,汽车电子系统已经成为现代汽车不可或缺的一部分。
作为汽车电子系统的核心,嵌入式软件扮演着关键的角色。
本文将探讨嵌入式软件在汽车电子系统中的应用以及其发展动向。
嵌入式软件在汽车电子系统中的应用嵌入式软件在汽车电子系统中具有广泛的应用,包括以下几个方面:1. 车辆控制系统:嵌入式软件通过传感器和执行器与车辆各个部件进行通信,实现对车辆的控制和管理。
这些部件包括发动机控制单元(ECU)、刹车控制单元(ABS)和空调控制单元等。
嵌入式软件控制这些单元运行特定的算法,以提供安全性、节能性和性能优化。
2. 安全和驾驶辅助系统:嵌入式软件在汽车的安全和驾驶辅助系统中发挥着重要的作用。
例如,防抱死刹车系统(ABS)、电子稳定控制系统(ESC)和主动巡航控制系统(ACC)等,这些系统通过嵌入式软件实现对车辆的实时监控和干预,提高驾驶安全性和舒适性。
3. 娱乐和信息系统:嵌入式软件也在汽车的娱乐和信息系统中发挥重要作用。
例如,车载娱乐系统、导航系统和蓝牙通信系统等。
这些系统通过嵌入式软件提供人机交互界面、音频视频播放和导航功能。
4. 无线通信和远程控制:随着智能化的发展,嵌入式软件使得汽车能够与外部设备和网络进行无线通信。
这种通信可以用于远程控制车辆、车辆诊断和软件更新等。
例如,远程启动和锁车、智能手机和车辆的集成等。
嵌入式软件的发展动向嵌入式软件在汽车电子系统中的应用正不断发展和演进,以下是几个发展动向:1. 自动驾驶技术:自动驾驶技术是当前汽车行业的热点话题之一。
嵌入式软件在自动驾驶系统中发挥了重要作用。
从传感器数据的处理到决策和控制,嵌入式软件使汽车能够实现自主驾驶。
随着自动驾驶技术的不断发展,嵌入式软件将扮演越来越重要的角色。
2. 人机交互界面:嵌入式软件对于车辆的人机交互界面也越来越重要。
随着智能手机和其他智能设备的普及,人们对于汽车内部操作界面的期望也越来越高。
基于STM32嵌入式智能泊车控制系统设计温锦辉【期刊名称】《《电脑与电信》》【年(卷),期】2019(000)010【总页数】4页(P44-47)【关键词】自动泊车; 超声波探头; OV7670摄像头【作者】温锦辉【作者单位】武汉交通职业学院湖北武汉 430065【正文语种】中文【中图分类】TP2731 引言智能小车的应用正逐步普及到个人、企业和社会的各个层面,代替了人类在复杂环境难于实现的工作任务。
智能小车通过预先设定的模式在一个环境里自动完成泊车运作,可应用于科学勘探等用途。
为优化智能小车的工作状态,进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。
本文设计的智能泊车系统,能够实时跟踪智能小车的时间、速度、路程,具有自动寻光、泊车和计费功能,并可远程控制小车行驶速度,准确定位停车,实时显示图像。
2 总设计方案本系统以STM 32 单片机为控制核心,设计并制作一个自动泊车系统。
小车单元主要由STM 32 单片机模块、超声波探头、直流减速电机、OV7670 摄像头、L298N 电机驱动模块、TFT9341 显示屏六部分组成;车库单元由STM 32 单片机模块、红外传感器、按键模块、声光报警模块、LCD12864、继电器模块五部分构成。
通过按键点亮对应车库的LED指示灯,按下启动按钮后小车开始前进并通过摄像头实时寻找对应车库。
小车通过计费线时LCD显示屏实时显示小车计费时间与停车费用情况。
小车行驶至指定车库停车5秒并发出声光报警提示后,自动驶离停车场,通过计费线时停止计费时间及费用的计算。
小车行驶过程中,两块TFT显示屏分别实时显示小车碰撞次数与摄像头捕捉的实时图像。
自动泊车系统方框图如图1所示。
图1 总体设计方案框图2.1 单片机选择采用ALIENTEK M ini STM 32开发板。
此开发板运算速度快,I/O串口多,内部资源丰富,可实现复杂算法,满足本题需求。
2.2 摄像头选择采用OV7670 摄像头模块。
车规mcu认证流程
车规MCU认证流程是指车规(Automotive)市场对车载控制
单元(MCU)进行认证的流程。
下面是一般的车规MCU认
证流程:
1. 系统设计:制定MCU的整体系统设计,包括硬件和软件设计。
根据相关的车规标准,设计MCU的功能和性能。
2. 硬件开发:进行MCU硬件的开发工作,包括选择合适的芯片、设计电路板、进行原理图和布局设计。
3. 软件开发:进行MCU软件的开发工作,包括编写驱动程序、编写算法和进行系统集成等。
4. 单元测试:对MCU的每个单元进行测试,确保其功能和性
能满足设计要求。
5. 集成测试:将MCU与其他车载设备进行集成测试,测试其
在整个车载系统中的功能和性能。
6. 评估和验证:对MCU进行评估和验证,确保其符合相关的
车规标准和要求。
包括对MCU的功能、可靠性、安全性等进
行测试和验证。
7. 认证申请:提交MCU的认证申请,向相关车规认证机构申
请认证。
申请需要提供详细的认证资料,包括技术规范、测试报告等。
8. 认证测试:车规认证机构对MCU进行测试,验证其是否符合相关的车规标准。
测试包括功能测试、性能测试、EMC测试等。
9. 认证审核:认证机构对MCU的测试结果进行审核,确认其是否符合车规标准要求。
10. 认证发证:认证机构根据审核结果,向申请人颁发MCU 的认证证书。
需要注意的是,车规MCU认证流程可能会因不同的国家、地区和车规机构的要求而有所不同,具体流程可能会有所调整。
同时,认证流程中的各个环节可能需要相应的费用和时间。
• 196•智能小车寻迹避障系统采用STM32F103C8T6芯片做为控制器。
系统包括轨迹识别模块电路、障碍物识别模块电路、直流电机驱动模块电路、单片机最小系统等电路。
各个模块采集到的信息输送至STM32控制器,由控制器负责处理、分析采集到的数据,得到结果后,通过控制L298N 电机驱动模块控制电机输出转速,改变车辆移动状态。
引言:近年来,随着自动化技术的发展及成熟,越来越多的领域开始引入自动化技术,智能寻迹避障小车因其可以实现无人操作而得到广泛应用,对其的研究更是有有较高的应用价值,也同样具有现实意义。
基于STM32的智能小车寻迹避障系统硬件设计的研究重点包括小车的智能寻迹电路设计,复杂环境下的避障和自动扫描路径电路设计等。
系统采用STM32F103C8T6芯片做为控制器,负责处理、分析采集到的数据,得到结果后通过控制L298N 电机驱动间接改变车辆移动状态,通过线性CCD 镜头寻找轨迹,通过对返回数据进行处理分析,从而实现复杂路线的行驶。
国内外现状:现如今国内的自动化技术发展极快,无人科技方面有极大的发展空间,自动寻迹避障车更是有极大的应用范围,小到餐饮服务业,大到太空勘探,都可将其应用其中,大大提高了工作效率,节约人工成本,在国外自动寻迹避障小车已有实际的应用,相信在不久的将来会被广泛普及。
小车的图片如图8所示。
智能避障小车的控制流程:小车会在黑白线的规划下沿着黑线行驶,当路线中遇到障碍物的时候,小车会自动停车,当障碍物移除小车会继续沿着障碍物行驶。
图一 小车遇到障碍物 图二 障碍物移除1.系统总体结构系统设计目标是小车能自动延黑色轨迹延轨迹移动,遇到障碍物时停止,在障碍物离开后继续延轨迹行走。
智能小车在行驶过程中能够判断黑色轨迹和障碍物位置。
智能小车寻迹避障系统结构框图如图2所示。
系统由单片机模块、轨道识别模块、障碍物识别模块、直流电动机驱动模块等构成。
单片机采用STM32F103C8T6芯片做为控制器;轨道识别模块采用TSL1401线性CCD 传感器,用于采集轨迹信息;障碍物识别模块采用E18-B03N1漫反射式光电开关,用于采集障碍物位置信息;直流电动机驱动块模块采用L298N电机驱动模块,用于小车前进方向和速度的控制。
芯海科技产品手册CHIPSEA PRODUCT MANUAL芯海科技成立于2003年9月,是一家集感知、计算、控制、连接于一体的全信号链集成电路设计企业。
专注于高精度ADC、高可靠性MCU、测量算法以及AIoT 一站式解决方案的研发设计。
产品和方案广泛应用于工业测量与工业控制、通信与计算机、锂电管理、消费电子、汽车电子、智慧家居、智能仪表、智慧健康等领域。
公司总部位于深圳,在合肥、西安、上海、成都设立子公司,是国家级高新技术企业,被广东省科技厅认定为“广东省物联网芯片开发与应用工程技术研究中心”,获得国家级专精特新“小巨人”称号。
建有可靠性检测中心、健康测量实验室、感知实验室、MCU实验室。
公司年均研发投入超过20%,研发人员占比近70%,核心成员均有10年以上工作经验。
截止到2022年上半年,芯海科技累计拥有全球专利申请近800件,累计拥有已授权专利近350件(含美国专利),拥有专利数量在科创板芯片设计上市公司中名列前茅。
企业简介ABOUT CHIPSEA1523健康测量信号调理数据转换器模拟前端32位MCU 8位MCU010406091113信号链无线产品低功耗蓝牙开发生态开发生态鸿蒙智联解决方案OKOK智能物联解决方案健身行业SaaS 解决方案2021221719电源管理AIoT产品快 充电池管理MCUC H I P S E A32位MCU系列产品概述芯海科技的CS32系列32位MCU基于Arm®Cortex®-M处理器,内嵌Flash存储器,集成高精度ADC和丰富的模拟外设。
该产品系列品类齐全,同时保持了集成度高和易于开发的特点,提供了丰富的软件和开发工具支持,广泛应用于工业控制、汽车电子、智能家居、消费类电子等领域。
产品特色典型应用高可靠低功耗高精度32KB64KB 128KB 256KB 512KB 1024KB ��TWS电子烟电表电动自行车扫地机器人无人机C H I P S E A 产品选型C H I P S E AC H I P S E A8位MCU系列产品概述芯海科技的8位MCU采用芯海科技自主知识产权的8位RISC内核,并集成12位ADC、内部基准电压、OTP或Flash存储器、PWM等资源,支持C语言开发,具有低功耗、易开发等特点。
汽车电子控制器(ECU)的硬件设计流程汽车电子控制器(ECU)的硬件设计流程汽车电子控制器(ECU)的开发和任何电子产品的开发流程基本是相同的,需要硬件、软件、测试三方面的工程师去完成。
在设计流程上一般又分为功能样件、测试样件(一般两轮甚至更多)、量产件。
不同阶段的样件主要的任务不同,设计和测试关注的重点也会不一样。
如果有硬件开发经验的,可以跳过这一段,直接到最后。
一、硬件设计1.项目需求分析项目需求的分析是设计任务开始的第一步,一份完善的项目需求一般包含了控制器的功能、MCU性能要求、外部电气架构、工作环境、安装位置、工作环境、工作电压范围、外部负载参数、诊断需求、目标成本等内容,有了这些内容,开发人员就可以根据自己的内容进行设计工作了,当然项目需求是一个时常会变的东西,这变化也是硬件设计痛苦的来源之一。
2.硬件总体方案设计和器件选型根据外部的负载和接口需求,基本可以确定出硬件的总体方案:几路ADC、几路数字输入、几路CAN、几路LIN、几路高低边驱动等等。
然后根据所需的接口数量进行器件选型,这里要考虑成本、平台成熟度、芯片供应商配合程度、供货周期等因素。
在一个成熟的公司,针对不同的应用都会有一些成熟的平台(类似于整车的平台化),比如车身控制器选16位某芯片、车机选32位某芯片。
如果项目成本卡的很严,那可能就要发挥硬件工程师的创造力了,用三极管电阻电容做出功能强大的电路。
3.原理图设计、结构设计、PCB设计器件选型完成,元器件都入库完毕以后就可以开始原理图设计了,根据项目需求和自己的经验去将原理图和芯片的外围电路细化,此时除了考虑功能实现,还需要关注故障诊断、电气性能和电磁兼容相关的问题:防静电、信号完整性、外部负载功率、防反接、防掉电、。
今日汽車的電子化程度已愈來愈深,從資訊娛樂、車身、安全到動力傳動系統,利用電子元件來進行感測和操控的情況已深入汽車的各個角落,若說汽車是一部大型而複雜的電子化設備,一點也不為過。在汽車中數十種的次系統中(如門控、氣囊、懸吊、CD播放等),且不論其輸出輸入的功能為何,它們都需要有一個運算和控制的處理核心,也就是本文所要談的微控制器(MCU)。
就架構面來看,車用微控制器與一般泛用性微控制器的架構差異並不大,然而,一般的微控制器往往不會被車廠所接受,他們要的是符合車用規格要求的高可靠度微控制器。若個別來看,汽車中各個次系統對微控制器的操控需求或許並無太特殊之處,但當這些微控制器是被用在汽車引擎、剎車、氣囊等用途上,而且需被置放在高熱、多塵、劇震、電子干擾嚴重的運作環境時,車廠對於電子元件的品質就得從嚴把關。
技術特性需求 除了對溫度範圍、抗震、抗干擾等特性的加強外,車用微控制器也必須滿足一些專屬的需求,其中最明顯的是對車用環境匯流排介面的支援。最常見的介面規格是CAN和LIN,這兩大規格在本系列前文中已詳細介紹過,其中CAN又分為高速CAN和低速CAN,高速CAN通常用於汽車發動機控制單元、自動變速器控制單元、ABS控制單元、安全氣囊控制單元等關鍵性的應用;低速CAN則用於集控鎖、車窗、行李箱鎖、後視鏡及車內頂燈等一般性的車身應用。
雖然同樣是有CAN的支援功能,但不同的微控制器可執行的能力仍可能有差別,這主要和CAN控制器的型式有關。CAN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(passive)型式和主動(active)型式。
除了支援型式的差異外,CAN控制器依訊號緩衝的數目和接收過濾器的數目不同,支援能力也會有差異,以ST的CAN控制器為例,就提供pCAN、beCAN、bxCAN、FullCan和cCAN等五款不同類型的控制器,各有其適合的應用類型,如beCAN、bxCAN適合中高階車體功能及低階閘道器;FullCAN適合引擎管理系統;cCAN則適合高階的閘道器和動力傳動等應用。 圖一 依訊號緩衝及接收過濾器數目而區分的CAN控制器型式(資料來源:ST) LIN則是較CAN更為低速且低成本的通訊方案,很適合做為空調控制(Climate Control)、後照鏡(Mirrors)、車門模組(Door Modules)、座椅(Seats)、智慧性交換器(Smart Switches)、低成本感測器(Low-cost Sensors)等較單純系統的分散式通訊解決方案。 圖二 LIN的應用領域(資料來源:ST) 當汽車內部分散多處的單元需要進行溝通時,這時就會需要將資訊匯流到一個閘道器(Gateway)控制器,這個汽車中多種不同網路的通訊橋接中心,必須廣泛支援低速及高速CAN、LIN、ISO-9141和J1850等車用電子通訊介面。在一個完整的閘道器解決方案架構中,必須包括匯流排收發器、穩壓器(regulator),以及支援多種網路協定的低成本、高效能微控制器。
不過,閘道器的設計目前並沒有一個通則的作法,它可以是一個獨立的模組,也可以被嵌入在其他的設備當中,例如智慧型集線盒、車體控制器或儀表組件(instrument cluster),而且不同的車廠往往會有自己的協定規格,必須量身定製才行。
嵌入式快閃記憶體成主流 為了提升工作處理彈性,今日車用微控制器的系統中往往會內置嵌入式記憶體(Flash),甚至整合DSP的單元。車用嵌入式記憶體又可分為ROM、EEPROM、RAM和Flash,其中嵌入NOR Flash做為微控制器程式及數據儲存的記憶體已是主流的趨勢,它讓微控制器具有更高的設計彈性。
在微控制器中嵌入記憶體有許多好處:此舉能夠省略外接的元件,進而有效縮減印刷電路板(PCB)所需的空間;還能降低接線的複雜度,由於不需要以匯流排與外部元件進行高速串連,因此不易產生訊號幹擾的問題,穩定也就能夠提升。嵌入式記憶體運用高可靠性的方式來儲存組態參數,並搭配防讀保護機制,用以確保可程式記憶體中的內容不致遭受非法複製。 DSP單元提升設計彈性 另一個提升彈性的作法,則是為微控制器加入數位訊號處理(DSP)的MAC功能。DSP特別適合用來處理大量的數學算式運算,能夠加速各種編解碼及通訊數據的分析,舉例來說,在安全系統的駕駛輔助警示應用上,DSP可以用來計算複雜的前方路況辨識,為駕駛提出最恰當且即時的警告。由於DSP是屬於軟體功能,因此能夠依設計需要而彈性進行修改或功能升級;此外,DSP可以和微控制器中的處理器核心(如ARM或PowerPC)分工合作,將大量的運算交給DSP處理,讓處理器核心能專注於關鍵性的控制功能,這種分散運算的方式也有助於降低系統的功耗。
圖三 具備MAC單元的16位元MCU:以ST10為例(資料來源:ST) 元件類型與特性剖析 和一般性微控制器市場類似,車用微控制器依功能性也可分為4位元、8位元、16位元、32位元及64位元等五個等級,不過,今日來看,4位元微控制器已過於陽春,而64位元產品則仍太過高階,所以主力的市場集中在8、16和32位元的微控制器,這三種等級正好適用低、中、高階三種車用電子應用。
適合8位元微控制器的低階應用,主要是車體的各個次系統,包括風扇控制、空調控制、雨刷、天窗、車窗升降、低階儀表板、集線盒、座椅控制、門控模組等;適合16位元微控制器的中階應用主要是動力傳動系統,如引擎控制、齒輪與離合器控制,和電子式渦輪系統等,這類控制器也適合用於底盤機構上,如懸吊系統、電子式動力方向盤、扭力分散控制,和電子幫浦、電子剎車等。
圖四 16位元MCU的汽車應用(資料來源:ST) 對於車用電子來說,32位元微控制器仍屬於高性能產品,目前最常用於汽車多媒體資訊系統(Telematics)及引擎控制方面,但隨著汽車電子系統的日趨複雜化,尤其是愈來愈強調智慧性和即時性的安全系統及動力系統中,都勢必得採用32位元的微控制器,才能順利執行。這些前瞻性的功能包括上文提到的預碰撞(Pre-crash)、自適應巡航控制(ACC)、駕駛輔助系統、電子穩定程式等安全功能,以及複雜的X-by-wire等傳動功能。
值得關注的是車用微控制器市場的發展趨勢。今日8位元微控制器的功能不斷在提升,例如處理器核心功率提升、嵌入式記憶體容量增加,以及接腳數更具彈性等等,再加上成熟的技術促使成本進一步降低,讓8位元微控制器的適用市場空間變得更大,能向上涵蓋一些16位元的應用,也能向下取代多數4位元的應用。
32位元微控制器則是最具成長潛力的產品類型。今日的汽車電子系統強調更高的智慧性、更即時的反應,和更多樣化的功能,這些需求都漸漸不是16位元產品所能滿足的,因而必然得選用更高效能的32位元微控制器。除了處理複雜的運算及控制功能,32位元產品也將扮演車用電子系統中的主控處理中心角色,也就是將分散各處的中低階電子控制單元(ECU)集中管理。
雖然32位元的產品在一般市場上早已廣泛被應用,但在今日汽車的關鍵性應用上(如傳動及安全系統)用到的還不多,仍以16位元微控制器為主。主要的原因是32位元MCU大多仍處於車用電子零件規格的驗證階段,即使是合格的產品,還得通過車廠本身的各種環境測試,所以成為市場主流還需要等待一段時間,目前大多要在高階的車款中才看得到其應用。
這樣看起來,16位元微控制器正好遭到來自8位元及32位元市場的夾殺,地位顯得有些尷尬。事實上也正是如此,不過,在加入更高容量記憶體及具備DSP-MAC的條件下,16位元產品仍然能滿足特殊應用功能的需求。至少在元件的品質上,它已獲得市場上的認可,只要成本及功能性還能保有優勢,16位元仍然有其存在的市場空間。
■8位元MCU 8位元車用微控制器適合廣泛的中低階應用,這些元件通常都支援CAN及LIN介面,而且會嵌入Flash或ROM程式記憶體。它們必須能提供快速的程式執行、有效的記憶體使用、快速的資料處理和環境切換(context switching)、彈性的輸入/輸出介面,以及延伸性的系統功能。
以ST專為車用環境設計的8位元ST72561微控制器為例,該元件即整合了CAN及LIN匯流排介面。其CAN控制器全面支援具備增強型消息過濾功能的29位元識別碼,ST透過新增的處理器介面來支援基於Bosch CAN核心的beCAN單元,它有二個傳送mailbox、三個訊息深度RX-FIFO,和六個過濾器群組,能夠有效地依ID進行訊息過濾。
LIN介面則支援ST針對硬體強化所提出的主/從LINSCI連接埠,此一最佳化技術能針對無關係的LIN訊框進行自動化LIN標頭的處理與過濾,能夠為LIN通訊省下約九成的CPU負載。降低CPU的負荷有助於提升系統效能,也能簡化系統的電路設計,以降低製造成本。此外,它的延伸性錯誤偵測和訊號處理功能,讓應用上的錯誤處理更為容易。ST72561待機時的功耗非常低,一般小於50μA,而且有週期性喚醒功能。 圖五 ST7261在車體應用上的系統架構圖(資料來源:ST) ■16位元MCU 16位元車用微控制器適合更高要求的應用類型,如傳動或安全與底盤系統。以ST10為例,它具有DSP-MAC功能,並內建高容量的Flash記憶體,適合強調高效能、即時性及低功耗的應用。它的DSP-MAC(乘法/累加)加速器提供了功能強大的DSP函數,使自行定義的演算法能夠更快速、簡便的實現,它還配有一整套數學軟體庫。
該系列產品的CPU時脈速度最高可達64MHz,它提供16個優先順序的中斷控制器和緊密整合的DMA,因此特別適合要求極高的即時應用。它的程式記憶體為Flash或ROM,其Flash的容量最大可達832KB,擦寫迴圈保證100,000次,資料保存期限20年,因採用意法半導體最新的0.18μm製造工藝,有助於延長產品使用壽命和優化成本,工作溫度-40℃到+125℃。