利用MCU提高汽车设计性能

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      在现在的汽车设计中,人们越来越注重智能和环保这两个方面。因为智能化的汽车可以为人们带来高度的安全性和舒适感,在环保方面,通过使用数字技术达到节能省碳的目的。因此,数字化程度在汽车领域也愈来愈深,大到动力传动系统,小到车载娱乐系统,无处不见电子组件的身影,它们被广泛应用在感测和操控上。

      在汽车电子的各个系统当中,往往需要采用微控制器(MCU)做为运作控制的核心,而汽车对电子系统的倚重,也刺激车用微控制器市场的快速成长。车用微控器涵盖8位、16位、32位等低、中、高阶产品等级,各有其适合的应用系统,大致如下:

      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。

      1 车用MCU常见接口

      CAN和LIN是比较常见的接口。

      随着今日汽车对应用功能的要求愈来愈高,需整合的系统也愈来愈复杂,使得汽车电子系统对于高阶32位 MCU的需求不断提升。这类车用MCU往往被置放在高热、多尘、剧震、电子干扰严重的运作环境,因此对耐受性的要求远高于一般用途的MCU。此外,在汽车的应用环境中,车用MCU必须与多个车用电子控制装置(ECU)相连结,其中最常见的传输接口为CAN和LIN。

      CAN又分为高速CAN和低速CAN,高速CAN的传输率可以达到1 Mbps,适用于ABS、EMS等强调实时反应的应用;低速CAN则可达到125 Kbps,适合较低速的车体零件控制。此外,CAN控制器的型式可分为旧型的1.x、标准型的2.0A和延伸型的2.0B,愈新的规格效能自然愈好,其中 2.0B又可分为被动(passive)型式和主动(active)型式。

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