MPC555微控制器及其在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用

MPC555微控制器是Motorola PowerPC 500系列的代表產(chǎn)品，專為汽車電子、航空航天、智能系統(tǒng)等高端嵌入式控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品可在高速移動(dòng)、苛刻的環(huán)境下工作（工作溫度-40～125℃）, 性能優(yōu)良并具有高度的靈活性和可靠性，適合大批量低成本生產(chǎn)。

MPC555主要有以下功能模塊：
● 主頻40MHz的精簡指令集CPU（RCPU）
● 四級(jí)存儲(chǔ)器控制器
● U-Bus系統(tǒng)接口單元（USIU）
● 靈活的指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)保護(hù)單元
● 448K字節(jié)Flash EEPROM
● 26K字節(jié)SRAM
● 雙時(shí)間處理單元（TPU3）
● 18通道模塊I/O系統(tǒng)（MIOS1）
● 雙隊(duì)列模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊（QADC）
● 雙CAN2.0B控制器模塊（TouCANs）
● 隊(duì)列串行多通道模塊（QSMCM）

在設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用MPC555微控制器的過程中，各廠商采取合作、聯(lián)合推廣等方式積極引導(dǎo)開發(fā)應(yīng)用產(chǎn)品市場。MPC555微控制器采用了IBM 微控制器的芯片結(jié)構(gòu)技術(shù)，AMD閃存存儲(chǔ)器技術(shù)。專業(yè)化嵌入式軟硬件開發(fā)公司：ETAS、Pi-Technology、Axiom、ADI、Opti-Num Solution、dSPACE等開發(fā)出MPC555應(yīng)用板、I/O模塊、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、集成開發(fā)工具、應(yīng)用軟件等嵌入式軟硬件系統(tǒng)與集成開發(fā)環(huán)境。汽車電子產(chǎn)品開發(fā)商BOSCH、德爾福等開發(fā)出相應(yīng)的汽車電子應(yīng)用產(chǎn)品，從而形成了對(duì)MPC555專業(yè)化分工、聯(lián)合開發(fā)的產(chǎn)品鏈方式。這種產(chǎn)業(yè)/產(chǎn)品鏈的開發(fā)機(jī)制已成為高科技領(lǐng)域成功的發(fā)展模式。

軟硬件平臺(tái)及集成開發(fā)環(huán)境

一套完備的MPC555開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng)主要由軟硬件平臺(tái)和集成開發(fā)環(huán)境組成。針對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)，首先要選定與應(yīng)用產(chǎn)品所處環(huán)境和功能參數(shù)相匹配的微控制器作為核心控制系統(tǒng)。

伴隨著市場競爭越來越激烈，要求快速、靈活開發(fā)應(yīng)用產(chǎn)品，盡量減少和縮短從決策、設(shè)計(jì)、研發(fā)、測試、修正到最終批量生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)和周期。開發(fā)新產(chǎn)品的快慢往往與一個(gè)企業(yè)的生存緊密相連。為了適應(yīng)這一要求，近幾年，集成開發(fā)環(huán)境（IDE）技術(shù)越來越受到重視?；谀Ｐ驮O(shè)計(jì)、簡化軟件編程、軟硬件一體化、快速原型建立目標(biāo)系統(tǒng)、應(yīng)用程序模塊化等先進(jìn)的開發(fā)手段已被廣泛應(yīng)用。另外，嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行、管理應(yīng)用系統(tǒng)程序、系統(tǒng)的兼容通用性也至關(guān)重要。

集成開發(fā)環(huán)境的功能包括：提供控制操作界面；通過BDM接口瀏覽MPC555硬件平臺(tái)狀態(tài)和信息；建立控制模型；模擬仿真應(yīng)用系統(tǒng)控制算法；與編譯器連接將控制模型或C語言程序生成MPC555機(jī)器源代碼；通過BDM 接口將源代碼傳送到MPC555硬件平臺(tái)；實(shí)時(shí)調(diào)試運(yùn)行應(yīng)用程序等。這種開發(fā)模式方便、快捷。采用友好界面連接形象化模型框圖、輸入計(jì)算公式、經(jīng)驗(yàn)公式等方式編制開發(fā)程序，由系統(tǒng)自動(dòng)將其編譯成目標(biāo)代碼。在應(yīng)用程序經(jīng)過反復(fù)模擬仿真、實(shí)時(shí)調(diào)試運(yùn)行成功后被裝入MPC555硬件平臺(tái)。

MPC555系統(tǒng)配有各類應(yīng)用I/O模塊與通信接口并裝有一套實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。在操作系統(tǒng)的管理下，開發(fā)的應(yīng)用程序在上位機(jī)監(jiān)控下和脫離上位機(jī)兩種環(huán)境下運(yùn)行驗(yàn)證。一些特定、重復(fù)任務(wù)的應(yīng)用程序被生成模塊化的庫文件已備調(diào)用。為了提高開發(fā)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)具有HIL（Hardware-in-the-loop）、Bypass等硬件在環(huán)開發(fā)、實(shí)時(shí)嵌入加載等功能。模塊化的應(yīng)用程序可以實(shí)時(shí)在線導(dǎo)入導(dǎo)出而絲毫不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。