Nykyaikaisissa autoissa on useita ECU: ita, jotka on kytketty CAN-väylään - auton sisäiseen tietokoneverkkoon. ECU: t ohjaavat lähes kaikkia auton osia, kuten moottoria, jarruja, vaihteistoa ja turvatyynyjä, samalla kun ne automatisoivat näitä osia ja lisäävät tehokkuutta.
ECU: t koostuvat yhdestä tai useammasta mikro-ohjainprosessorista, jotka ovat erikoistuneita siruja, jotka mukautuvat helposti vaativaan käyttöympäristöön, korkeaan lämpötilaan ja vetovoimaan.
1. SPC5 32-bittinen Automotive MCU
STMicroelectronics tuottaa sarjan 32-bittisiä mikro-ohjaimia (MCU) autojen ECU-sovelluksiin. Näissä siruissa on sulautettu flash-muisti, jonka koko vaihtelee 128 kt: sta jopa 10 megatavuun.
ECU-sirujen SPC5-perhe tarjoaa myös erilaisia prosessointiominaisuuksia autoteollisuuden sovelluksista riippuen, kuten yleiskäyttöinen, turvallinen ja yhdistetty sekä korkea suorituskyky. Prosessorin kellotaajuus on niinkin alhainen kuin 48 MHz ja jopa 200 MHz.
Siksi autonvalmistaja voi valita ohjelmointikoodin pituudesta tai numeroista riippuen erilaisia siruja ECU: ille.
SPC5 MCU: issa on jopa kolme prosessointiydintä. Löydät nämä enimmäkseen ECU: ista, jotka ohjaavat moottoria ja alustaa sekä edistyneitä kuljettajaa avustavia järjestelmiä (ADAS), kuljettajan turvallisuutta sekä ikkunoita ja ovia.
Siru ja sen muistimoduuli kestävät jopa 165 °C lämpötilaa ja toimivat hyvin jopa -40 °C: ssa. Koska nämä ovat autoluokan suorittimia, ne kestävät myös voimakkaita iskuja.
Aiheeseen liittyvä: PC: n käyttölämpötilat: Kuinka kuuma on liian kuuma?
Näistä mikro-ohjaimista valmistetut ECU: t tukevat monenlaisia tiedonsiirtovaihtoehtoja, kuten Ethernet, Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, DSPI ja CAN-FD.
2. MIPS32- ja MIPS64-arkkitehtuuri
MIPS-mikrokontrollereissa on RISC-käskysarja-arkkitehtuuri. Löydät ne enimmäkseen elektronisista laitteista, kuten kehittyneistä verkkomoduuleista, pienistä mikro-ohjaimista, pelikonsoleista, toimistoautomaatiotuotteista ja digisovittimista.
MIPS Technologies valmistaa MIPS 32-bittisiä ja MIPS 64-bittisiä MCU: ita autojen ECU: ihin. Nämä prosessorit ovat kooditehokkaita, vaativat vähemmän virtaa ja ovat edullisia. Jotkut MIPS 64-bittiset MCU: t ovat ihanteellisia huippuluokan autosovelluksiin, koska jälkimmäiset tarvitsevat korkeampia prosessointiominaisuuksia ja grafiikan toistoa.
Aiheeseen liittyvä: Integroitu vs. Erillinen näytönohjain: asioita, jotka sinun on tiedettävä
Autonvalmistajat käyttävät enimmäkseen MIPS 32-bittisiä mikro-ohjaimia automatisoidakseen auton elektronisia ohjaimia.
Esimerkiksi elektroniset ovet, liesituulettimet, tuulilasinpyyhkimet, automaattiset ikkunat jne. toimivat MIPS32:lla arkkitehtuuripohjaiset suorittimet. Jotkin alustan ja voimansiirron elektroniset järjestelmät sisältävät myös MIPS 32-bitin MCU.
Päinvastoin kehittyneet järjestelmät, kuten infotainment-järjestelmä, ADAS ja autonominen ajo, vaativat laitteistokiihdytystä ja objektin tunnistusta.
Näin ollen ECU tarvitsee enemmän prosessointitehoa tehdäkseen oikean päätöksen nopeassa ympäristössä. MIPS 64-bit MCU: t ovat ihanteellisia tällaisiin sovelluksiin.
3. 16-bittiset MCU: t moottorin ECU: ille
Microchip Technology Inc. valmistaa myös erilaisia mikro-ohjaimia ja mikroprosessoreita autojen ECU-sovelluksiin, ja 16-bittiset MCU: t ovat pääasiassa saatavilla voimansiirron elektronisissa ohjausyksiköissä.
Ne ovat yhteensopivia CAN-FD-, CAN-, USB-, LIN- ja SENT-tietoliikenneprotokollien kanssa.
16-bittinen MCU on pohjimmiltaan mikrotietokone, jossa on erilaisia oheislaitteita moottorin ohjaukseen, digitaaliseen tehomuunnokseen, tarkkuusnopeuden ja vääntömomentin säätöön. Se koostuu myös digitaalisista signaaliohjaimista (DSC), jotka auttavat MCU: ta moottorin lisäohjauksessa.
Erityyppiset autot, kuten sähköautot, polttomoottoriautot tai hybridisähköajoneuvot, käyttävät useita ECU: ita, jotka perustuvat 16-bittisiin MCU: ihin ja DSC: ihin.
Näiden ECU: iden mikro-ohjaimella on AEC Q100 Grade 0 -sertifikaatti, joka osoittaa, että CPU ja sen muistimoduuli ovat erittäin vakaat -40 °C - 150 °C lämpötila-alueella.
Mikrotietokonejärjestelmä kestää kovia olosuhteita, kuten äkillisiä iskuja, nopeaa liikkuvuutta, öljyn ja rasvan kerrostumista.
16-bittinen MCU pystyy suorittamaan algoritmeja moottoreiden, toimilaitteiden, turboahtimen hukkaventtiilien, EGR-venttiilien ja öljy/vesipumppujen ohjaamiseksi.
4. 8-bittiset MCU: t
8-bittiset MCU: t ovat ihanteellisia ECU: ille, jotka tarvitsevat pieniä ohjelmakoodeja. PIC- ja AVR MCU: t ovat Microchip Technology Inc: n merkkejä, ja näet ne useissa auton ECU: issa, jotka ohjaavat analogisia antureita, digitaalisia antureita ja kapasitiivisia kosketustoimintoja.
Nykyaikaisissa autoissa on energiatehokkuutta parantavat LED-valaistusjärjestelmät. Löydät yhden tai kaksi ECU: ta ohjaamaan näitä LED-ryhmiä, ja useimmat näistä ECU: ista perustuvat 8-bittisiin mikrokontrolleriyksiköihin.
8-bittiset MCU: t kuluttavat vähän virtaa, koska ne koostuvat ytimestä riippumattomista oheislaitteista tai CIP: istä. Jotkut ECU: n toiminnot eivät välttämättä aina vaadi jatkuvaa prosessorin käyttöä. Tässä CIP: illä on tärkeä rooli.
Näissä mikrotietokoneissa on myös älykkäitä analogisia oheislaitteita, jotta ECU voi ohjata analogisia antureita analogisesta digitaaliseen signaalin muunnoksen kautta.
Kosketusherkkiä auton sisäisiä toimintoja varten nämä sirut sisältävät myös oheiskosketusohjaimen, joka auttaa sitä tunnistamaan ja mittaamaan kapasitiivista kosketusta.
5. S32K Automotive MCU
S32K-mikro-ohjaimet ovat NXP Semiconductors N.V.:ltä, ja ne on suunniteltu Arm Cortex-M -sarjan RISC-arkkitehtuurille. Tällaisiin MCU: ihin perustuvat ECU: t tarjoavat edistyneitä ohjelmisto-, turvallisuus- ja turvaominaisuuksia älyautoille.
Nämä MCU: t läpäisevät ASIL B/D -sertifikaatit ja sopivat siten erilaisiin auton ECU: ihin, jotka ohjaavat runkoa, sähköyksikköä ja vyöhykeohjaimia.
Suurin osa S32K MCU: ista läpäisee myös AEC-Q100 Grade 0-, Grade 1- ja Grade 2 -sertifikaatit, jotta autonvalmistajat voivat käyttää prosessoreita vaativassa ympäristössä korkeille lämpötiloille.
S32K MCU: issa on muuttuvia prosessointiytimiä, kuten kaksiytiminen, yksiytiminen ja lockstep-core. Flash-muistin kapasiteetti ja nastojen määrä muuttuvat käsittelyytimen mukaan.
Yleensä näiden mikro-ohjainten flash-muisti on 128 kB - 8 Mt ohjelmien tallentamista varten, kun taas ne tarjoavat kahdenlaisia nastakokoonpanoja: 32 - 176 nastaa ja 48 - 289 nastaa.
6. 32-bittinen AURIX TriCore -mikro-ohjain
Infineon Technologies AG valmistaa ajoneuvojen ECU: ille sulautettua järjestelmää, joka koostuu mikro-ohjaimesta, RISC-prosessoriytimestä ja DSP: stä yhdessä mikro-ohjainyksikössä. Nämä MCU: t ovat suosittuja 32-bittisinä AURIX TriCore -mikrokontrollereina.
Löydät näitä usein ECU: ista, jotka ohjaavat polttomoottoria, vaihteiston ohjausyksiköitä ja sähköisiä ohjaustehostinjärjestelmiä.
Moottorin ja vaihteiston lisäksi 32-bittiset AURIX TriCore MCU-pohjaiset ECU: t sopivat ihanteellisesti ADAS-järjestelmään, autonomiseen ajonhallintaan, ajoturvallisuuden hallintaan ja autoon kytkettyjen palvelujen automatisointiin.
Nämä prosessorit ovat saatavilla 133 MHz - 300 MHz prosessointinopeusalueella. MCU: t tarjoavat vähintään 0,5 Mt: n ja 16 Mt: n flash-muistin.
Muihin edellä mainittuihin MCU: ihin verrattuna nämä ovat tehokkaampia erillisen SRAM: n ansiosta. Tietojen liitettävyyden osalta mikrotietokoneet ovat yhteensopivia CAN-, LIN-, FlexRay- ja SPI-protokollien kanssa.
Pienet ECU-sirut monimutkaisilla toiminnoilla
Nyt kun tiedät muutamasta ECU-mikro-ohjaimesta, saatat ajatella, että nämä sirut ovat vähemmän tehokkaita kuin kotitietokoneen CPU. Se on oikein, koska niiden on suoritettava muutamia ennalta määritettyjä koodeja, ja useimmissa tapauksissa nämä koodit eivät ole suurempia kuin yksi megatavu.
Löydät kuitenkin aina useamman kuin yhden ECU: n eri ohjelmakoodeilla koko autolle. Jos tiedät enemmän autosi ECU: sta, voit huolehtia asianmukaisesti ajoneuvosta ja ravita aivosolujasi, jos olet autoilija.
YouTube on täynnä erinomaisia ja informatiivisia autokanavia. Tässä ovat parhaat YouTube-kanavat automuttereille.
Lue Seuraava
- Tekniikka selitetty
- prosessori
- Käsittely
Tamal on freelance-kirjoittaja MakeUseOfissa. Saatuaan huomattavan kokemuksen tekniikasta, rahoituksesta ja liiketoiminnasta prosesseja edellisessä työssään IT-konsulttiyrityksessä, hän valitsi kirjoittamisen kokopäiväiseksi ammatiksi 3 vuotta sitten. Vaikka hän ei kirjoita tuottavuudesta ja uusimmista teknisistä uutisista, hän rakastaa Splinter Cell -pelin pelaamista ja Netflixin/Prime Videon ahmimista.
tilaa uutiskirjeemme
Liity uutiskirjeemme saadaksesi teknisiä vinkkejä, arvosteluja, ilmaisia e-kirjoja ja eksklusiivisia tarjouksia!
Klikkaa tästä tilataksesi