Современные автомобили поставляются с несколькими ЭБУ, подключенными к шине CAN — внутренней компьютерной сети автомобиля. ЭБУ контролируют почти все части автомобиля, такие как двигатель, тормоза, трансмиссия и подушки безопасности, автоматизируя эти части и повышая эффективность.
ЭБУ состоят из одного или нескольких процессоров микроконтроллера, которые представляют собой специализированные микросхемы, легко адаптирующиеся к суровым условиям эксплуатации, высокой температуре и гравитационному притяжению.
1. SPC5 32-разрядный автомобильный микроконтроллер
STMicroelectronics производит серию 32-битных микроконтроллеров (MCU) для автомобильных электронных блоков управления. Эти чипы поставляются со встроенной флэш-памятью объемом от 128 КБ до 10 МБ.
Семейство чипов ECU SPC5 также предлагает различные возможности обработки, в зависимости от автомобильных приложений, такие как универсальные, безопасные и подключенные, а также высокопроизводительные. Вы найдете тактовую частоту процессора от 48 МГц до 200 МГц.
Поэтому, в зависимости от длины кода программирования или номеров, производитель автомобиля может выбрать разные чипы для ЭБУ.
Микроконтроллеры SPC5 имеют до трех вычислительных ядер. В основном вы найдете их в блоках управления двигателем и шасси, а также в усовершенствованных системах помощи водителю (ADAS), безопасности водителя, окнах и дверях.
Чип и его модуль памяти выдерживают температуру до 165 °C и прекрасно работают даже при -40 °C. Поскольку это процессоры автомобильного класса, они также могут выдерживать сильные удары.
Связанный: Рабочая температура ПК: насколько сильно жарко?
ЭБУ, изготовленные из этих микроконтроллеров, поддерживают широкий спектр вариантов подключения данных, таких как Ethernet, локальная сеть межсоединений (LIN), FlexRay, DSPI и CAN-FD.
2. Архитектура MIPS32 и MIPS64
Микроконтроллеры MIPS поставляются с архитектурой набора инструкций RISC. В основном вы найдете их в электронных устройствах, таких как передовые сетевые модули, небольшие микроконтроллеры, игровые консоли, продукты для автоматизации офиса и телевизионные приставки.
MIPS Technologies производит 32-разрядные и 64-разрядные микроконтроллеры MIPS для автомобильных ЭБУ. Эти процессоры эффективны с кодом, требуют меньше энергии и имеют низкую стоимость. Некоторые 64-разрядные микроконтроллеры MIPS идеально подходят для высокопроизводительных автомобильных приложений, поскольку последним требуются более высокие возможности обработки и рендеринга графики.
Связанный: Интегрированный против. Выделенная видеокарта: что нужно знать
Производители автомобилей в основном используют 32-битные микроконтроллеры MIPS для автоматизации электронного управления автомобилем.
Например, электронные двери, капоты, стеклоочистители, автоматические окна и т. д. работают на MIPS32. ЦП на основе архитектуры. Некоторые электронные системы шасси и трансмиссии также включают 32-разрядную версию MIPS. MCU.
Напротив, передовые системы, такие как информационно-развлекательная система, ADAS и автономное вождение, требуют аппаратного ускорения и распознавания объектов.
Таким образом, ЭБУ требуется больше вычислительной мощности для принятия правильного решения в высокоскоростной среде. 64-разрядные микроконтроллеры MIPS идеально подходят для таких приложений.
3. 16-битные микроконтроллеры для ЭБУ двигателя
Микрочип Технология Инк. также производит различные микроконтроллеры и микропроцессоры для автомобильных ECU, а 16-битные MCU в основном доступны в электронных блоках управления трансмиссией.
Они совместимы с протоколами передачи данных CAN-FD, CAN, USB, LIN и SENT.
16-битный микроконтроллер — это, по сути, микрокомпьютер с различными периферийными устройствами для управления двигателем, цифрового преобразования энергии, точной скорости и управления крутящим моментом. Он также состоит из контроллеров цифровых сигналов (DSC), которые помогают MCU с дополнительным управлением двигателем.
Различные типы автомобилей, такие как электромобили, автомобили с двигателем внутреннего сгорания или гибридные электромобили, используют несколько ECU на основе 16-битных MCU и DSC.
Микроконтроллер этих ЭБУ имеет сертификат AEC Q100 Grade 0, который указывает, что ЦП и его модуль памяти очень стабильны в диапазоне температур от -40 °C до 150 °C.
Микрокомпьютерная система может выдерживать суровые условия, такие как внезапные удары, мобильность на высокой скорости, отложения масла и смазки.
16-битный микроконтроллер способен запускать алгоритмы управления двигателями, приводами, перепускными клапанами турбонагнетателя, клапанами рециркуляции отработавших газов и масляными/водяными насосами.
4. 8-битные микроконтроллеры
8-битные микроконтроллеры идеально подходят для ЭБУ, которым необходимо запускать небольшие программные коды. Микроконтроллеры PIC и AVR являются брендами Microchip Technology Inc., и вы увидите их в различных автомобильных ЭБУ, которые управляют аналоговыми датчиками, цифровыми датчиками и емкостными сенсорными функциями.
В настоящее время современные автомобили оснащены светодиодными системами освещения для повышения энергоэффективности. Вы найдете один или два ЭБУ, управляющих этими массивами светодиодов, и большинство из этих ЭБУ основаны на 8-битных микроконтроллерах.
8-битные микроконтроллеры потребляют мало энергии, поскольку они состоят из независимых от ядра периферийных устройств или CIP. Некоторые функции ECU не всегда требуют постоянного использования процессора. Здесь CIP играют жизненно важную роль.
Эти микрокомпьютеры также поставляются с интеллектуальными аналоговыми периферийными устройствами, так что ЭБУ может управлять аналоговыми датчиками посредством преобразования аналогового сигнала в цифровой.
Для сенсорных функций в автомобиле эти чипы также содержат периферийный сенсорный контроллер, который помогает распознавать и измерять емкостное прикосновение.
5. Автомобильные микроконтроллеры S32K
Микроконтроллеры S32K производства NXP Semiconductors N.V. разработаны на основе RISC-архитектуры серии Arm Cortex-M. ЭБУ на основе таких микроконтроллеров предлагают расширенное программное обеспечение, функции безопасности и защиты для умных автомобилей.
Эти MCU проходят сертификацию ASIL B/D и, следовательно, подходят для различных автомобильных ECU, которые будут управлять кузовом, электрическим блоком и зональным управлением.
Большинство микроконтроллеров S32K также проходят сертификацию AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 и Grade 2, чтобы производители автомобилей могли использовать процессоры в суровых условиях с воздействием высоких температур.
Микроконтроллеры S32K поставляются с различными ядрами обработки, такими как двухъядерные, одноядерные и ядра с блокировкой. Емкость флэш-памяти и количество контактов изменяются в зависимости от процессорного ядра.
Обычно эти микроконтроллеры имеют от 128 КБ до 8 МБ флэш-памяти для хранения программ, тогда как они предлагают два типа конфигураций контактов: от 32 до 176 контактов и от 48 до 289 контактов.
6. 32-разрядный микроконтроллер AURIX TriCore
Infineon Technologies AG производит встроенную систему для ЭБУ транспортных средств, состоящую из микроконтроллера, процессорного ядра RISC и DSP в одном блоке микроконтроллера. Эти микроконтроллеры популярны как 32-битные микроконтроллеры AURIX TriCore.
Вы часто найдете их в ЭБУ, которые управляют двигателем внутреннего сгорания, блоками управления трансмиссией и системами рулевого управления с электроусилителем.
Помимо двигателя и трансмиссии, 32-разрядные ЭБУ на базе микроконтроллера AURIX TriCore идеально подходят для ADAS, автономного управления вождением, управления безопасностью вождения и автоматизации подключенных сервисов в автомобиле.
Эти процессоры доступны в диапазоне скоростей обработки от 133 МГц до 300 МГц. MCU предлагают минимальный объем флэш-памяти от 0,5 МБ до 16 МБ.
По сравнению с другими вышеупомянутыми микроконтроллерами, они более мощные из-за выделенной SRAM. Что касается передачи данных, микрокомпьютеры совместимы с протоколами CAN, LIN, FlexRay и SPI.
Маленькие микросхемы ЭБУ со сложными функциями
Теперь, когда вы знаете о нескольких микроконтроллерах ЭБУ, вы можете подумать, что эти микросхемы менее мощные, чем ЦП домашнего компьютера. Это правильно, потому что им нужно запустить несколько предопределенных кодов, и в большинстве случаев эти коды имеют размер не более одного мегабайта.
Однако вы всегда найдете более одного ECU с разными программными кодами для всего автомобиля. Знание больше об ЭБУ вашего автомобиля поможет вам должным образом заботиться о транспортном средстве и питать клетки вашего мозга, если вы автомобильный энтузиаст.
YouTube полон отличных и информативных автомобильных каналов. Вот лучшие каналы YouTube для автомобильных орехов.
Читать далее
- Объяснение технологии
- Процессор
- Обработка
Тамал — внештатный писатель в MakeUseOf. Получив значительный опыт в области технологий, финансов и бизнеса процессов на своей предыдущей работе в ИТ-консалтинговой компании, он стал писать на постоянной основе 3 года назад. Хотя он и не пишет о производительности и последних технических новостях, он любит играть в Splinter Cell и смотреть Netflix/Prime Video.
Подписывайтесь на нашу новостную рассылку
Подпишитесь на нашу рассылку технических советов, обзоров, бесплатных электронных книг и эксклюзивных предложений!
Нажмите здесь, чтобы подписаться
