先進(jìn)汽車儀表板及車身控制設(shè)計(jì)要領(lǐng)

　　汽車儀表板及車身控制設(shè)計(jì)要領(lǐng)

　　汽車的儀表板為駕駛提供各種實(shí)時(shí)的視覺(jué)信息，這些信息是輔助決策的重要參考，必須快速且準(zhǔn)確無(wú)誤的傳遞給駕駛員知道。此外，汽車中的空調(diào)及車身控制模塊(BCM)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)為駕駛及乘客提供舒適的乘車環(huán)境。其中空調(diào)系統(tǒng)過(guò)執(zhí)行最佳控制將汽車內(nèi)部的溫度迅速降至較為舒適的水平，并根據(jù)來(lái)自于各個(gè)傳感器的信息保持舒適的車內(nèi)溫度。BCM系統(tǒng)則可以集中控制多個(gè)ECU，如車門(mén)、座椅和組合開(kāi)關(guān)等。

　　不論是儀表盤(pán)控制或車身控制的MCU，都必須提供更高的處理性能、處理大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的能力、支持多種外圍連接的接口功能、可擴(kuò)展電路板布局范圍的功能、先進(jìn)的內(nèi)存架構(gòu)，以及更便利的開(kāi)發(fā)環(huán)境。這些設(shè)計(jì)需求分析如下：

　　1. 高處理性能：

　　MCU要提升處理性能，必須從其核心及軟、硬件系統(tǒng)架構(gòu)下手以富士通新一代MCU的FR81S CPU核心為例，它的工作性能達(dá)到1.3MIPS/MHz，比上一代FR60核心高出30%的處理效能;因具有內(nèi)置式單精度浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU)，能夠滿足圖像處理系統(tǒng)和那些需要浮點(diǎn)操作功能的系統(tǒng)(如制動(dòng)器控制)要求。此外，透過(guò)硬件式的FPU支持，能夠簡(jiǎn)化軟件程序并提升運(yùn)算性能。

　　2. 大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處理能力：

　　今日汽車中的CAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在著大量的內(nèi)置式ECU，它們的規(guī)模隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加而不斷擴(kuò)大，因此車用MCU必須支持更多的訊息緩沖器(message buffer)。上一代的32位CAN微控制器能提供達(dá)32個(gè)內(nèi)置式訊息緩沖器，但現(xiàn)在已顯得不敷使用，以新一代富士通MCU來(lái)說(shuō)，已能支持達(dá)64個(gè)內(nèi)置式訊息緩沖器，而且支持CAN 2.0A/B規(guī)格及提供1Mbps的高傳輸率。

　　3. 廣泛接口支持能力：

　　車用MCU連接的外圍相當(dāng)多樣，而連接的接口可能是UART、頻率同步串行、LIN-UART 和 I2C，因此必須具備彈性的接口連接能力。為了滿足此需求，富士通將內(nèi)置式多功能串行接口用作串行通信接口，并透過(guò)軟件方式來(lái)切換上述各種接口，以靈活支持外部組件的通信規(guī)范，并提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)的自由度。新系列MCU還提供LIN-UART 的6條通道，從而能夠與更多控制單元進(jìn)行通信;其中MB91725系列因具有定時(shí)器功能的多條信道和 A/D 轉(zhuǎn)換器，更容易達(dá)成各種功能的整合。請(qǐng)參考(圖二)。

　　圖二　使用序列接口達(dá)成彈性的通信接口功能整合

　　4. 可擴(kuò)展電路板布局范圍的功能：

　　由于車用電路板系統(tǒng)的布局設(shè)計(jì)方式相當(dāng)多樣，車用MCU必須能滿足這些設(shè)計(jì)的需求。一些可行的作法包括為外部總線接口終端配置獨(dú)立電源，使得ECU板上無(wú)需再安裝電平轉(zhuǎn)換器。此一外部總線接口終端的電源范圍要廣(如涵蓋3.0V至5.5V)，進(jìn)而能彈性地和單元內(nèi)存或圖像用ASIC相連。

　　另一個(gè)作法是讓MCU具備內(nèi)置式I/O再分配的功能，透過(guò)軟件設(shè)置即可改變I/O連接埠的分配。如此一來(lái)，設(shè)計(jì)者可以更彈性地與特定外圍相連結(jié)，進(jìn)而大幅提升電路板布局的自由度。