Sodobni avtomobili imajo več ECU-jev, povezanih z vodilom CAN – notranjim računalniškim omrežjem avtomobila. ECU nadzorujejo skoraj vsak del avtomobila, kot so motor, zavore, menjalnik in zračne blazine, hkrati pa avtomatizirajo te dele in povečujejo učinkovitost.
ECU-ji so sestavljeni iz enega ali več mikrokrmilniških procesorjev, ki so specializirani čipi, ki se zlahka prilagajajo robustnemu delovnemu okolju, visoki temperaturi in gravitacijskemu vleku.
1. SPC5 32-bitni avtomobilski MCU
STMicroelectronics proizvaja serijo 32-bitnih mikrokrmilnikov (MCU) za uporabo v avtomobilskih ECU. Ti čipi imajo vgrajen flash pomnilnik, ki sega od 128 KB do 10 MB.
Družina čipov ECU SPC5 ponuja tudi različne zmogljivosti obdelave, odvisno od avtomobilskih aplikacij, kot so splošne, varne in povezane ter visoke zmogljivosti. Našli boste takt CPU-ja od 48 MHz do 200 MHz.
Zato lahko proizvajalec avtomobila, odvisno od dolžine programske kode ali številk, izbere različne čipe za ECU.
SPC5 MCU imajo do tri procesna jedra. Večinoma jih boste našli v ECU-jih, ki nadzorujejo motor in podvozje, ter napredne sisteme za pomoč vozniku (ADAS), varnost voznika ter okna in vrata.
Čip in njegov pomnilniški modul lahko preneseta temperaturo do 165 °C in deluje dobro tudi pri -40 °C. Ker so to avtomobilski CPE, lahko prenesejo tudi močne udarce.
Povezano: Delovne temperature osebnega računalnika: kako vroče je prevroče?
ECU, izdelani iz teh mikrokrmilnikov, podpirajo široko paleto možnosti povezovanja podatkov, kot so Ethernet, lokalno medomrežno povezovanje (LIN), FlexRay, DSPI in CAN-FD.
2. Arhitektura MIPS32 in MIPS64
Mikrokrmilniki MIPS so opremljeni z arhitekturo nabora ukazov RISC. Večinoma jih boste našli v elektronskih napravah, kot so napredni omrežni moduli, majhni mikrokrmilniki, igralne konzole, izdelki za avtomatizacijo pisarne in sprejemniki.
MIPS Technologies izdeluje MIPS 32-bit in MIPS 64-bit MCU za avtomobilske ECU. Ti CPE-ji so učinkoviti s kodo, zahtevajo manj energije in imajo nizko ceno. Nekateri 64-bitni MCU-ji MIPS so idealni za vrhunske avtomobilske aplikacije, ker slednje potrebujejo večje zmogljivosti obdelave in upodabljanja grafike.
Povezano: Integrirano vs. Namenska grafična kartica: stvari, ki jih morate vedeti
Proizvajalci avtomobilov večinoma uporabljajo 32-bitne mikrokrmilnike MIPS za avtomatizacijo elektronskih krmilnikov v avtomobilu.
Na primer, elektronska vrata, nape, brisalci vetrobranskega stekla, avtomatska stekla itd., delujejo na MIPS32 procesorji, ki temeljijo na arhitekturi. Nekateri elektronski sistemi podvozja in pogonskega sklopa vključujejo tudi 32-bitni MIPS MCU.
Nasprotno, napredni sistemi, kot so infotainment sistem, ADAS in avtonomna vožnja, zahtevajo strojno pospeševanje in prepoznavanje predmetov.
Tako ECU potrebuje več procesorske moči, da sprejme pravilno odločitev v okolju visoke hitrosti. 64-bitni MCU MIPS so idealni za takšne aplikacije.
3. 16-bitni MCU za ECU motorja
Microchip Technology Inc. proizvaja tudi različne mikrokrmilnike in mikroprocesorje za aplikacije avtomobilskih ECU, 16-bitni MCU pa so na voljo predvsem v elektronskih krmilnih enotah pogonskega sklopa.
Združljivi so s podatkovnimi komunikacijskimi protokoli CAN-FD, CAN, USB, LIN in SENT.
16-bitni MCU je v bistvu mikroračunalnik z različnimi zunanjimi napravami za krmiljenje motorja, digitalno pretvorbo moči, natančno hitrost in nadzor navora. Sestavljen je tudi iz digitalnih krmilnikov signalov (DSC), ki pomagajo MCU pri dodatnem krmiljenju motorja.
Različne vrste avtomobilov, kot so električni avtomobili, avtomobili z motorjem z notranjim zgorevanjem ali hibridno-električna vozila, uporabljajo več ECU-jev, ki temeljijo na 16-bitnih MCU-jih in DSC-jih.
Mikrokrmilnik teh ECU ima certifikat AEC Q100 Grade 0, ki kaže, da sta CPU in njegov pomnilniški modul zelo stabilna v temperaturnem območju od -40 °C do 150 °C.
Mikroračunalniški sistem lahko prenese težke pogoje, kot so nenadni udarci, hitra mobilnost, odlaganje olja in masti.
16-bitni MCU je sposoben izvajati algoritme za krmiljenje motorjev, aktuatorjev, odvodnih vrat turbopolnilnika, ventilov EGR in črpalk za olje/vodo.
4. 8-bitni MCU-ji
8-bitni MCU-ji so idealni za ECU-je, ki morajo izvajati majhne programske kode. PIC in AVR MCU sta blagovni znamki Microchip Technology Inc. in ju boste videli v različnih avtomobilskih ECU, ki nadzorujejo analogne senzorje, digitalne senzorje in kapacitivne funkcije na dotik.
Dandanes so sodobni avtomobili opremljeni s sistemi LED osvetlitve za energetsko učinkovitost. Našli boste enega ali dva ECU-ja, ki nadzorujeta te nize LED, večina teh ECU-jev pa temelji na 8-bitnih mikrokrmilniških enotah.
8-bitni MCU-ji porabijo malo energije, saj so sestavljeni iz neodvisnih od jedra zunanjih naprav ali CIP-jev. Nekatere funkcije ECU morda ne zahtevajo vedno stalne uporabe procesorja. Tu igrajo CIP ključno vlogo.
Ti mikroračunalniki so opremljeni tudi z inteligentnimi analognimi perifernimi napravami, tako da lahko ECU nadzoruje analogne senzorje prek analognega v digitalni prevod signala.
Za funkcije v avtomobilu, občutljive na dotik, ti čipi vsebujejo tudi periferni krmilnik na dotik, ki mu pomaga prepoznati in meriti kapacitivni dotik.
5. S32K avtomobilski mikrokontrolerji
Mikrokrmilniki S32K so iz NXP Semiconductors N.V. in so zasnovani na arhitekturi RISC serije Arm Cortex-M. ECU-ji, ki temeljijo na takšnih MCU-jih, ponujajo napredno programsko opremo, varnostne in varnostne funkcije za pametne avtomobile.
Ti MCU-ji imajo certifikat ASIL B/D in so zato primerni za različne avtomobilske ECU-je, ki bodo nadzorovali karoserijo, električno enoto in conske kontrole.
Večina MCU-jev S32K ima tudi certifikate AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 in Grade 2, tako da lahko proizvajalci avtomobilov uporabljajo procesorje v robustnem okolju z izpostavljenostjo visokim temperaturam.
MCU-ji S32K so na voljo v spremenljivih procesnih jedrih, kot so dvojedrni, enojedrni in lockstep-jedri. Zmogljivost flash pomnilnika in število pinov se spreminjata glede na procesorsko jedro.
Običajno se ti mikrokrmilniki gibljejo od 128 kB do 8 MB v flash pomnilniku za shranjevanje programov, medtem ko ponujajo dve vrsti konfiguracij zatičev: 32 do 176 pinov in 48 do 289 pinov.
6. 32-bitni mikrokrmilnik AURIX TriCore
Infineon Technologies AG izdeluje vgrajen sistem za ECU vozila, ki je sestavljen iz mikrokrmilnika, procesorskega jedra RISC in DSP v eni mikrokrmilniške enote. Ti MCU-ji so priljubljeni kot 32-bitni mikrokrmilniki AURIX TriCore.
Te boste pogosto našli v ECU-jih, ki nadzorujejo motor z notranjim zgorevanjem, krmilne enote menjalnika in sisteme električnega servo volana.
Poleg motorja in menjalnika so 32-bitni ECU, ki temeljijo na AURIX TriCore MCU, idealni za ADAS, nadzor avtonomne vožnje, upravljanje varnosti vožnje in avtomatizacijo storitev, povezanih v avtomobilu.
Ti CPE so na voljo v območju hitrosti obdelave od 133 MHz do 300 MHz. MCU-ji ponujajo najmanj 0,5 MB do 16 MB bliskovnega pomnilnika.
V primerjavi z drugimi zgoraj omenjenimi MCU-ji so ti močnejši zaradi namenskega SRAM-a. Glede na podatkovno povezljivost so mikroračunalniki združljivi s protokoli CAN, LIN, FlexRay in SPI.
Majhni ECU čipi s kompleksnimi funkcijami
Zdaj, ko poznate nekaj mikrokrmilnikov ECU, morda mislite, da so ti čipi manj zmogljivi od CPE domačega računalnika. To je pravilno, ker morajo zagnati nekaj vnaprej določenih kod in v večini primerov te kode niso več kot en megabajt.
Vendar pa boste vedno našli več kot en ECU z različnimi programskimi kodami za celoten avtomobil. Več informacij o ECU vašega avtomobila vam bo pomagalo ustrezno skrbeti za vozilo in nahraniti možganske celice, če ste avtomobilski navdušenec.
YouTube je poln odličnih in informativnih avtomobilskih kanalov. Tukaj so najboljši YouTube kanali za avtomobilske orehe.
Preberite Naprej
- Razložena tehnologija
- CPE
- Obravnavati
Tamal je samostojni pisatelj pri MakeUseOf. Po pridobitvi obsežnih izkušenj s področja tehnologije, financ in poslovanja procesov v prejšnji službi v IT svetovalnem podjetju, je pisanje kot redni poklic sprejel pred 3 leti. Čeprav ne piše o produktivnosti in najnovejših tehnoloških novicah, rad igra Splinter Cell in gleda Netflix/ Prime Video.
Naročite se na naše novice
Pridružite se našemu glasilu za tehnične nasvete, ocene, brezplačne e-knjige in ekskluzivne ponudbe!
Kliknite tukaj, da se naročite
