A modern autók több ECU-val rendelkeznek, amelyek a CAN-buszhoz – az autó belső számítógépes hálózatához – csatlakoznak. Az ECU-k vezérlik az autó szinte minden részét, például a motort, a fékeket, a sebességváltót és a légzsákokat, miközben automatizálják ezeket az alkatrészeket és növelik a hatékonyságot.
Az ECU-k egy vagy több mikrokontroller CPU-ból állnak, amelyek speciális chipek, amelyek könnyen alkalmazkodnak a masszív működési környezethez, magas hőmérséklethez és gravitációs vonzáshoz.
1. SPC5 32 bites autóipari MCU
Az STMicroelectronics egy sor 32 bites mikrovezérlőt (MCU) gyárt az autóipari ECU alkalmazásokhoz. Ezek a chipek 128 KB-tól akár 10 MB-ig terjedő beágyazott flash memóriával rendelkeznek.
Az ECU chipek SPC5 családja az autóipari alkalmazásoktól függően különféle feldolgozási képességeket is kínál, például általános célú, biztonságos és csatlakoztatott, valamint nagy teljesítményű. A CPU órajele 48 MHz-ig és 200 MHz-ig terjed.
Ezért a programozási kód hosszától vagy számától függően az autógyártó különböző chipeket választhat az ECU-khoz.
Az SPC5 MCU-k legfeljebb három feldolgozómaggal rendelkeznek. Leginkább a motort és az alvázat vezérlő ECU-kban találja meg ezeket, valamint a fejlett vezetőtámogató rendszereket (ADAS), a vezető biztonságát, valamint az ablakokat és ajtókat.
A chip és memóriamodulja akár 165 °C-os hőmérsékletet is kibír, és még -40 °C-on is jól működik. Mivel ezek autóipari minőségű CPU-k, erős ütéseket is elviselnek.
Összefüggő: Számítógép működési hőmérséklete: Mennyire meleg vagy túl meleg?
Az ezekből a mikrokontrollerekből készült ECU-k az adatkapcsolati lehetőségek széles skáláját támogatják, mint például az Ethernet, a Local Interconnect Network (LIN), a FlexRay, a DSPI és a CAN-FD.
2. MIPS32 és MIPS64 architektúra
A MIPS mikrokontrollerek RISC utasításkészlet architektúrával rendelkeznek. Leginkább olyan elektronikus eszközökben találja meg őket, mint a fejlett hálózati modulok, kis mikrokontrollerek, játékkonzolok, irodai automatizálási termékek és set-top boxok.
A MIPS Technologies MIPS 32 bites és MIPS 64 bites MCU-kat gyárt autóipari ECU-khoz. Ezek a CPU-k kódhatékonyak, kevesebb energiát igényelnek, és alacsonyak a költségek. Egyes MIPS 64 bites MCU-k ideálisak csúcskategóriás autóipari alkalmazásokhoz, mivel az utóbbiaknak nagyobb feldolgozási képességekre és grafikai megjelenítésre van szükségük.
Összefüggő: Integrált vs. Dedikált grafikus kártya: Amit tudnod kell
Az autógyártók többnyire a MIPS 32 bites mikrokontrollereket használják az autók elektronikus vezérlésének automatizálására.
Például az elektronikus ajtók, motorháztetők, ablaktörlők, automata ablakok stb., MIPS32-n futnak architektúra alapú CPU-k. Egyes alváz- és hajtáslánc-elektronikai rendszerek tartalmazzák a 32 bites MIPS-t is MCU.
Éppen ellenkezőleg, a fejlett rendszerek, például az infotainment rendszer, az ADAS és az autonóm vezetés hardveres gyorsítást és objektumfelismerést igényelnek.
Így az ECU-nak nagyobb feldolgozási teljesítményre van szüksége a helyes döntés meghozatalához nagy sebességű környezetben. A MIPS 64 bites MCU-k ideálisak az ilyen alkalmazásokhoz.
3. 16 bites MCU-k motor ECU-khoz
Microchip Technology Inc. különböző mikrovezérlőket és mikroprocesszorokat is gyárt autós ECU alkalmazásokhoz, a 16 bites MCU-k pedig elsősorban az erőátviteli elektronikus vezérlőegységekben érhetők el.
Kompatibilisek a CAN-FD, CAN, USB, LIN és SENT adatkommunikációs protokollokkal.
A 16 bites MCU alapvetően egy mikroszámítógép különféle perifériákkal a motorvezérléshez, a digitális teljesítményátalakításhoz, a precíziós sebesség- és nyomatékszabályozáshoz. Digitális jelvezérlőkből (DSC) is áll, amelyek az MCU-t további motorvezérléssel segítik.
A különféle típusú autók, például az elektromos autók, a belső égésű motoros autók vagy a hibrid-elektromos járművek több ECU-t használnak a 16 bites MCU-kon és DSC-ken.
Ezen ECU-k mikrovezérlője AEC Q100 Grade 0 tanúsítvánnyal rendelkezik, amely azt jelzi, hogy a CPU és a memóriamodulja rendkívül stabil a -40 °C és 150 °C közötti hőmérsékleti tartományban.
A mikroszámítógép-rendszer ellenáll a zord körülményeknek, például a hirtelen ütéseknek, a nagy sebességű mobilitásnak, az olaj- és zsírlerakódásoknak.
A 16 bites MCU algoritmusok futtatására képes a motorok, hajtóművek, turbófeltöltő szelepek, EGR szelepek és olaj/víz szivattyúk vezérlésére.
4. 8 bites MCU-k
A 8 bites MCU-k ideálisak olyan ECU-k számára, amelyeknek kis programkódokat kell futtatniuk. A PIC és az AVR MCU-k a Microchip Technology Inc. márkái, és különféle autós ECU-kban láthatja őket, amelyek analóg érzékelőket, digitális érzékelőket és kapacitív érintési funkciókat vezérelnek.
Napjainkban a modern autókat LED-es világítási rendszerekkel szerelik fel az energiahatékonyság érdekében. Egy vagy két ECU vezérli ezeket a LED-tömböket, és ezeknek az ECU-knak a többsége a 8 bites mikrovezérlő egységeken alapul.
A 8 bites MCU-k alacsony energiát fogyasztanak, mivel magfüggetlen perifériákból vagy CIP-kből állnak. Előfordulhat, hogy az ECU egyes funkciói nem mindig igényelnek állandó processzorhasználatot. Itt a CIP-k létfontosságú szerepet játszanak.
Ezek a mikroszámítógépek intelligens analóg perifériákkal is rendelkeznek, így az ECU analóg érzékelőket vezérelhet analóg-digitális jelátvitel útján.
Az érintésérzékeny autós funkciókhoz ezek a chipek perifériás érintésvezérlőt is tartalmaznak, amely segít felismerni és mérni a kapacitív érintést.
5. S32K autóipari MCU-k
Az S32K mikrokontrollerek az NXP Semiconductors N.V. cégtől származnak, és az Arm Cortex-M sorozatú RISC architektúrára készültek. Az ilyen MCU-kon alapuló ECU-k fejlett szoftvert, biztonsági és biztonsági funkciókat kínálnak az intelligens autókhoz.
Ezek az MCU-k megfelelnek az ASIL B/D tanúsítványnak, és ezért alkalmasak különféle autó ECU-khoz, amelyek vezérlik a karosszériát, az elektromos egységet és a zónavezérlőket.
Az S32K MCU-k többsége megfelel az AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 és Grade 2 tanúsítványoknak is, így az autógyártók masszív környezetben, magas hőmérsékletű expozíció mellett használhatják a processzorokat.
Az S32K MCU-k változó feldolgozási magokkal, például kétmagos, egymagos és lockstep-magos magokkal készülnek. A flash memória kapacitása és a tűk száma a feldolgozó magtól függően változik.
Általában ezek a mikrokontrollerek 128 kB és 8 MB közötti flash memóriát tartalmaznak a programok tárolására, míg kétféle tűkonfigurációt kínálnak: 32 és 176 tűk között, valamint 48 és 289 tűs között.
6. 32 bites AURIX TriCore mikrokontroller
Az Infineon Technologies AG beágyazott rendszert gyárt a járművek ECU-jához, amely egy mikrokontrollerből, egy RISC processzormagból és egy DSP-ből áll egy mikrovezérlő egységben. Ezek az MCU-k népszerűek 32 bites AURIX TriCore mikrokontrollerként.
Ezeket gyakran megtalálja a belső égésű motort, a sebességváltó-vezérlőegységeket és az elektromos szervokormány-rendszereket vezérlő ECU-kban.
A motoron és a sebességváltón kívül a 32 bites AURIX TriCore MCU-alapú ECU-k ideálisak az ADAS-hoz, az autonóm vezetésvezérléshez, a vezetésbiztonság-felügyelethez és az autóba kapcsolt szolgáltatások automatizálásához.
Ezek a CPU-k 133 MHz és 300 MHz közötti feldolgozási sebességtartományban érhetők el. Az MCU-k minimum 0,5 MB és legfeljebb 16 MB flash memóriát kínálnak.
A többi fent említett MCU-hoz képest ezek erősebbek a dedikált SRAM miatt. Ami az adatkapcsolatot illeti, a mikroszámítógépek kompatibilisek a CAN, LIN, FlexRay és SPI protokollokkal.
Kis ECU chipek összetett funkciókkal
Most, hogy ismer néhány ECU mikrokontrollert, azt gondolhatja, hogy ezek a chipek kisebb teljesítményűek, mint egy otthoni számítógép CPU-ja. Ez helyes, mert néhány előre meghatározott kódot kell futtatniuk, és a legtöbb esetben ezek a kódok nem nagyobbak egy megabájtnál.
Azonban mindig talál egynél több ECU-t különböző programkódokkal az egész autóhoz. Ha többet tud autója ECU-járól, az segít abban, hogy megfelelően gondoskodjon a járműről, és táplálja agysejtjeit, ha Ön autórajongó.
A YouTube tele van kiváló és informatív autóipari csatornákkal. Íme a legjobb YouTube-csatornák az autódió számára.
Olvassa el a következőt
- Technológia magyarázata
- CPU
- Feldolgozás
Tamal a MakeUseOf szabadúszó írója. Jelentős technológiai, pénzügyi és üzleti tapasztalat megszerzése után folyamatokat előző munkahelyén egy informatikai tanácsadó cégnél, az írást 3 éve vette át főállású szakmá. Noha nem ír a termelékenységről és a legfrissebb technológiai hírekről, szeret játszani a Splinter Cell-lel és a Netflix/Prime Video-t nézegeti.
Iratkozzon fel hírlevelünkre
Csatlakozzon hírlevelünkhöz műszaki tippekért, ismertetőkért, ingyenes e-könyvekért és exkluzív ajánlatokért!
Kattintson ide az előfizetéshez
