车用MCU浅析,MCU在汽车电子中的原理与特点,选择汽车MCU应考虑的因素汽车电子

汽车作为一部大型的机电一体化设备,汽车电子在汽车整体成本中的比例越来越大。目前欧美发达国家汽车电子的平均成本达350美元以上,其涵盖了从车身控制、动力传动、车身安全,到车内娱乐的各个方面。

技术特性需求:

CAN和LIN是最常见的车身系统总线接口,因此汽车电子类MCU除了在可靠性和抵抗恶劣环境等方面有较高要求外,还要能实现对上述总线接口的支持。

由于CAN总线协议的版本和分类不同,对车用MCU的要求也有差异。除了提到的协议版本,CAN总线控制器缓存和接收过滤器的数量也影响了MCU的选用。如图所示,ST的CAN控制器针对不同的应用场景,有pCAN、beCAN、bxCAN、FullCAN和cCAN五款不同类型。其中如beCAN、bxCAN两款适合中高端车身功能控制及低端网关;FullCAN适合引擎管理系统;cCAN则适合高端的网关和动力传动控制。

ST不同的CAN控制器的缓存及接收过滤器数量

LIN的应用领域

网关控制器

车内网关控制器(Gateway)的作用是车内电子系统中不同网络的通讯枢纽,使分布在车身内的各个单元可实现沟通。网关一般包括总线收发器、稳压器(Regulator),以及支持多种网络协议的低成本、高效能微控制器;并广泛支持低速及高速CAN、LIN、ISO-9141和J1850等车用电子通讯接口。网关控制器设计上比较灵活,一般厂家会依据自己的需求而定制。针对不同的应用,其可以集成在车身控制单元或仪表组件等设备当中,也可以作为一个独立的模块出现。

DSP提升设计弹性

具备MAC单元的16位MCU(以ST10为例)

16位车用MCU的应用场景

1、高处理性能

2、大量网络节点处理能力

3、广泛接口支持能力

选择汽车MCU时,设计工程师可以考虑以下重要因素,实现成本压力与应用所需的特定性能特色之间的平衡。

1.低压检测

3.专用NV存储器

与看门狗计时器一样,EEPROM历来都是MCU的外部器件。不过,也有可能通过采用专用ROM将这类存储装置变成内部器件。提高稳定性和采用纠错机制可以进一步增强内置EEPROM。

4.汽车接地

根据这样的接地情况进行MCU设计会提高鲁棒性和故障安全等级。高级MCU往往是根据汽车情况针对标准化VIL进行设计的。由于“浮地”有助于防止出错,从而提高了ECU品质。

5.Vbat电平直接输入

6.终端功能重定位

在对引脚数相当大的IC进行PCB布局时尽可能保持最小的层数往往很有挑战。PCB上的外围元器件无法总是根据MCU的引脚分布进行理想的定位。有时,如果MCU具有将其内部模块重定位至另外一组引脚的内置灵活性的话就会很有用。这可以通过软件设置来实现。这种能力可以提高PCB布局过程中的灵活性。

8.LIN硬件辅助功能

9.ZPD增强

10.位置和转数计

车载MCU的市场主要集中在8、16和32位的微控器,可按汽车电子产品的不同需求用于不同性能的场景。

8位MCU:主要应用于车体的各个次系统,包括风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、车窗升降、低阶仪表板、集线盒、座椅控制、门控模块等较低阶的控制功能。

16位MCU:主要应用为动力传动系统,如引擎控制、齿轮与离合器控制,和电子式涡轮系统等;也适合用于底盘机构上,如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制,和电子帮浦、电子刹车等。

32位MCU:主要应用包括仪表板控制、车身控制、多媒体信息系统(TelemaTIcs)、引擎控制,以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统,如预碰撞(Pre-crash)、自适应巡航控制(ACC)、驾驶辅助系统、电子稳定程序等安全功能,以及复杂的X-by-wire等传动功能。

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1.汽车网关汽车网关 概述 文件 硬件评估工具 网关是一个中央路由器, 可以安全可靠地在车辆内的多个不同网络内互连和传输数据。 它通过物理隔离和协议转换, 在共享数据的功能域(动力总成、 底盘和安全性、 车身控制、 信息娱乐、 远程信息处理、 ADAS)之间进行信息交互。…阅读更多https://www.st.com/zh/applications/telematics-and-networking/automotive-gateway.html
2.汽车的网关模块作用汽车中的网关模块,扮演着调控不同构造与特性的数据网络间信息互换及故障排查的重要角色,堪称汽车网络系统的心脏。 作为汽车内通讯局域网的枢纽,汽车网关让各条总线上的信息能够相互流通,同时还肩负起车内网络管控与故障诊断的重任。 汽车网关控制器的主要功能包括三点:首先是报文路由,即网关能传递报文,并对总线上的报https://www.yoojia.com/article/9217676244387157865.html
3.带集成网关的车身控制模块(BCM)为了应对具有网关功能的车身控制模块 (BCM) 的市场趋势,我们的解决方案侧重于能效、安全性、连接性和安防。我们的产品组合包括电源 IC、电机控制 IC、LED 驱动器、电源 IC、系统基础芯片 (SBC)、CAN 收发器等。英飞凌提供全面的解决方案,以满足汽车行业不断变化的需求。 https://www.infineon.com/cms/cn/applications/automotive/body-electronics-and-lighting/body-control-modules-bcm/body-control-module-with-integrated-gateway/
4.电动汽车充电网关控制器开发可通过在电动车上增加一个充电网关模块,在不影响原车充电功能的前提下,增加国家标准快充功能,即在同一辆车上实现两种充电协议。充电网关控制器对充电接口协议进行转换,而不改变充电过程中的电流、电压控制等内容。可以在现有的汽车控制器的基础上对充电网关控制器的硬件进行开发,通过对硬件进行配置和优化,使用多个端口https://eri.usst.edu.cn/html/2018/3/20180307.htm
5.汽车CAN总线12篇(全文)为了方便驾驶员了解整车状态参量, 可以选择CAN总线仪表, 将车身控制模块和动力传动模块集成网关, 获得车速信号、转速信号、各类传感器信号和变速器挡位信号。这些信号通过仪表显示出来, 使驾驶员能够及时了解各类信息并判断汽车的运行状态。 3 中央控制器网络节点功能分析 https://www.99xueshu.com/w/ikey8k1a8ki8.html
6.基于CAN/LIN总线的汽车混合网关设计AET如上所述,网关的硬件电路主要由主控制器、高速CAN节点模块、低速CAN节点模块、LIN节点模块4部分组成。为了满足网关的正常通信要求,必须考虑主控制器的数据处理能力。另外,由于网关的工作环境为电磁干扰非常严重的汽车内部,故还须考虑网关的抗噪声干扰性能。网关的硬件设计简图如图2所示, AT91SAM7A3为网关的主控制芯片,http://www.chinaaet.com/article/73355