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工程师在选择汽车合格的MCU时需要知道什么
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随着平均新的车辆包含50到100个或更多的电子控制单元(ECU)-需要多达一英里的电线连接他们在几个不同的网络，难怪半导体公司竞争激烈的地方在你的车。
面向汽车应用的汽车合格MCU图像
在动力传动系统中有单独的控制系统用于燃料喷射、点火、节流、冷却、自动变速器和车载诊断。有动力转向、刹车和安全气囊的底盘控制系统。先进的驾驶员辅助系统(ADAS)涉及四个独立的MCU。有独立的车身控制系统用于前照灯、雨刷、电源门、电动车窗和暖通空调。
除了技术复杂性之外，还存在严重的技术和监管障碍。在发动机控制、驾驶员辅助、传动系监控、乘客舒适度、信息娱乐等方面的电子产品中，有许多独立的汽车工程师协会(SAE)标准。任何“汽车合格”的MCU都保证满足一些很高的标准，之后的选择主要取决于应用程序。
最大限度地利用车辆联网
正如诗人观察到“没有人是一个岛”一样，汽车里也没有一个孤立的MCU，它们都是一个网络或另一个网络的一部分，取决于它们的功能。主要网络是CAN、LIN、FlexRay、MOST和Ethernet
AVB(图1)。
控制器局域网(CAN)是目前主要的汽车网络在机舱，动力总成，底盘和车身系统。
主动安全可以控制毫米波雷达，它可以感知迎面而来的车辆并发出警告声音、刹车、甚至转向控制。
汽车仪表，响应于CAN总线上雷达的警告，可以启动警报，无论是声波警报，口头警告，和/或抬头显示。
响应于雷达的警告，制动控制可以启动弱或强制动控制，这取决于车轮速度和接近另一辆车。
同时，对于可能发生碰撞的警告，连接到安全带的MCU可以预先拉紧安全带;首先，如果碰撞看起来迫在眉睫，则要轻一些。
瑞萨车辆网络形象
图1：车辆网络(由瑞萨提供)。
本地互连网络(LIN)是一种低数据速率主从网络，它控制诸如远程无钥匙进入、照明、反射镜和门之类的东西。通过LIN网络，当汽车开始移动时，车门会自动锁上;当安全带不系上时，警报器发出声音，当灯仍亮时，轿厢被关闭;或后视镜和座位自动重新调整到先前的设置，这取决于谁在驾驶汽车。
与LIN相比，FlexRay是下一代应用的一种高速可靠的协议，如线控驱动。FLASRIX系统在接近警报时提供更高的准确性，增加了考虑加速度角的能力来主动驾驶和制动汽车以避免挂起的碰撞。当刹车车开始在一条下雨的街道上滑动和滑动时，这尤其有用。
面向媒体的系统传输(多数)网络处理车载多媒体，在车辆内路由高质量的视频、音频和数据。他们负责免提电话，在汽车音响系统上播放手机音乐。
以太网是太好建立和信任不使它进入汽车，在那里它通常提供的骨干轮询ECU在发动机，底盘和身体系统的故障。以太网音频视频桥接(AVB)与大多数竞争，为乘客提供高保真数字音频。
哪种单片机?
在选择适合汽车应用的MCU之间，浏览它们的数据表往往会揭示它们最适合哪些应用。一个或多个CAN端口是常见的，如以太网端口;虽然Ethernet
AVB(IEEE
802.1Q)更难得到。FlexRay和大多数网络要求MCU能够处理高速分组处理;LIN更简单。后一种协议通常不直接支持，但只要硬件足够能力，这不应该出现问题。
瑞萨V850ES/JG-3H是为实时控制应用开发的低功耗48 MHz 32位RISC MCU。原NEC
V850汽车应用历史悠久，瑞萨汽车进一步完善了它。V850ES外围设备包括DMA、LVD、PWM、WDT、A/D转换器、D/A转换器、DMA、CAN和USB控制器。V850ES
CPU使用一个五级流水线执行几乎所有的指令，例如地址计算、算术运算、逻辑运算和数据传输。在汽车应用中，V850ES以发动机控制和防抱死制动系统为目标。
飞思卡尔为汽车动力传动系、底盘、先进的驾驶员辅助、车身、仪表组和信息娱乐应用提供了广泛的MCU。飞思卡尔QRIVVA MPC55
54(图2)是一个132 MHz
32位MCU，用于动力系统应用，包括多点燃料喷射控制、电控变速器和直接燃料喷射(燃气和柴油)。除了众多高速I/O通道之外，芯片还包括三个CAN模块，每个模块具有64个缓冲器。非汽车应用领域包括工业控制、高端电机控制、航空电子设备和军用部件。
飞思卡尔MPC 5554图像
图2：飞思卡尔MPC 5554用于动力传动系应用(飞思卡尔)。
微芯片MCP2561和MCP2021A分别为CAN和LIN收发器。MCP2661是一种高速CAN收发器，用作CAN协议控制器和物理双线CAN总线之间的接口。该装置满足高速(高达1
Mb/s)、低静态电流(典型的5μA)、电磁兼容性(EMC)和静电放电(ESD)的汽车要求。
MCP2021A是带电压调节器的LIN收发器。MCP2021A/2A提供了一种双向半双工通信物理接口，以满足LIN总线规范修订版2.1和SAE
J2602-2。该装置采用5 V或3.3 V 70毫安稳压电源输出电压调节器。
ATMEL AT90CAN32是基于AVR RISC架构的16 MHz 8位MCU。该芯片结合了32 KB的闪存，2K×8的RAM，一个8通道/
10位A/D转换器，一个面向字节的两线串行接口，以及ISO 16484认证CAN控制器。通过在一个时钟周期中执行大多数指令，该装置实现接近每MHz 1
MIPS的吞吐量，平衡功耗和处理速度。AT90CAN32符合汽车用ISO-TS16949等级1的要求，是合格的AEC-Q100。
意法半导体SPC564 A80L7CFAR是为汽车动力传动系应用而设计的150 MHz
32位微控制器。该芯片的超标量SIMD架构和DSP和浮点指令的支持使得高速数据处理和吞吐量成为可能。串行信道包括三个ESCI;三个DSPI;三个FLASCAN，每个64个消息;一个FRISK模块，具有10个Mbps，具有双单通道和128个ECC的消息对象。
Silicon Labs C8051 F530A是为LIN网络设计的25兆赫C8051 MCU。它包括一个可编程的12位200 kSPS
ADC;可编程的16位计数器/定时器阵列;以及硬件SPI和UART串行端口。C8051
F530A的温度范围为-40至+125°C，是AEC-Q100合格的。
德克萨斯仪器TMS570LS31370是为安全关键应用而设计的高性能汽车级MCU。它的180兆赫ARM CORTEX-R4F 32位RISC
CPU使用八级流水线实现1.66
dMIPS/MHz。特别是对汽车设计者来说，该芯片包括三个CAN控制器(64个邮箱);一个具有两个通道和专用传输单元的FlurRix控制器;一个LIN接口控制器;一个10/100
Mbps以太网MAC;加上SCI，Ii
C，SPI(2)和三个多缓冲串行外设I。内层面(MiBSPI)。目标汽车应用包括制动系统、动力转向、主动驾驶员辅助和HEV/EV逆变器和电池管理系统。
总结
虽然汽车半导体市场是巨大的和快速增长，获得一个合格的MCU在这个苛刻的环境下运行是一个具有挑战性的过程，严格的要求取决于应用程序将是多么的关键。在注意到你正在考虑的MCU是汽车合格的，看看它是否直接支持它将被连接的网络。如果没有，请确保它具有足够的速度、通信能力和I/OS来处理您所想到的应用程序。
设计用于其他具有挑战性的环境的设备的设计者将很好地考虑使用MCU，这些MCU已经满足了汽车应用典型的恶劣环境条件。
