瑞萨为汽车电子多方面提供最佳MCU和技术支持.

瑞萨为汽车电子多方面提供最佳MCU和技术支持

崛田慎吉时间:2009年03月13日

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关键词:<"cblue" "/search/?q=瑞萨" target='_blank'>瑞萨<"cblue" "/search/?q=仪表板" target='_blank'>仪表板<"cblue"

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?? <"cblue" "/search/?q=瑞萨" title="瑞萨">瑞萨的汽车用MCU已有25年以上的历史。瑞萨在2007年的世界汽车用MCU中占有20 %的市场份额。瑞萨的汽车用MCU被Bosch、Continental、Delphi、TRW、Aisin和Denso等世界主要的<"cblue"

"/search/?q=汽车电子" title="汽车电子">汽车电子制造商所采用。这些汽车电子制造商的产品又被世界上的汽车制造商所采用。对汽车来说，质量和性能最为重要，汽车制造商、汽车电子制造商对瑞萨的汽车用MCU所具备的高质量、高性能给予了很高的评价。由于取得了这些实际成绩，瑞萨又从当时尚未使用瑞萨产品的汽车电子制造商那里获得了许多贸易合同，这些汽车电子制造商正在使用瑞萨的汽车用MCU进行汽车电子产品的开发。下面将介绍应用于32位MCU的新产品的解决办法。

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<"cblue" "/search/?q=多核" title="多核">多核技术

?? 最终决定汽车“智能”的是MCU和MPU的基本性能。PC和服务器的MPU的消耗功率随着CPU的高速化而增加并达到极限，虽然向多核化发展的向量变了，但这对于汽车用的高端MCU和MPU还是一样的。汽车用MCU的使用环境很严苛，需要在高温下工作。例如，发动机ECU当初置于车厢内，而现在被安装到发动机舱中，要在温度为125 ℃的环境下工作。所以，必须把它的发热量控制到比PC等小得多。频率自然是有上限的，在压低频率的同时又使性能提高的方法就是多核技术。瑞萨对控制器和处理器分别采用SH-2A和SH-4A两个多核化方法来开发新产品。

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??? 另一个与PC的不同之处是在汽车用MCU和MPU中，PC那样的对称多处理SMP（Symmetric Multi-Processing)还不能满足全部的必要条件。图1是多核技术在汽车电子中的一般应用形式。发动机和变速箱控制、刹车和转向控制、车辆协调、多媒体等各自所需的多核形式和处理方式与图1所示的有所不同。例如，发动机和变速箱控制采取双核方式时，要作为两个互不干预的实时控制系统进行工作，就应当采用不对称多处理AMP(Asymmetric Multi-Processing)。任务的分配采取程序指定方式。另外，趋向于by-wire方式的刹车和转向控制要使二个内核完全相同地工作，以保证系统的冗余性。这就必需采取能够对二个内核的工作状况进行比较监视的结构形式。为此，瑞萨在刹车和转向控制用MCU的SH-2A内增添了Lock-Step Dual功能。这种功能如图2所示，它在经常对2个CPU的工作状况进行比较的同时，还双工地对DMA控制器和外围用总线桥的工作状况进行比较监视。

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发动机和变速箱控制

?? 汽车的尾气排放是造成空气污染和地球变暖等的原因之一。因此，汽车产业一直在为尽量减少并净化所排放的尾气而努力。减少尾气排放的最主要方法是使燃料高效地转化为旋转动力，传送给车轮。用更少的燃料得到更大的旋转动力，就可以节省燃料费用。为了实现这一目标，必须要有精度高的动力系。动力系由发动机、离合器、变速箱、差动齿轮和驱动轴等构成，发动机和变速箱用ECU进行电子式的控制。为了进行复杂的控制需要高速执行大规模的控制算法，ECU必需能够高速工作，并且内置大容量快速擦写存储器的微型计算机。

而且，近来要求ECU在用于发动机控制时，要安装到高温的发动机舱内；而在用于变速箱控制时，要安装到高温的润滑油中。都必须能够在125℃条件下稳定工作。

?? 瑞萨以前供应的内置有SH-2E的SH705x系列已被许多汽车制造商使用。

?? 现在则供应内置有SH-2A(是比SH-2E更高档次的内核)的SH725xx系列，正被许多汽车电子制造商用于新产品开发，从今年到明年就会开始应用于实际运行的汽车上。现在档次最高的是SH72544R型产品，它的工作频率为200 MH ｚ，内置有2.5 MB的Flash存储器、具备128 KB数据保存用EEPROM功能的Flash存储器、128 KB SRAM、用于实现发动机控制的高性能定时器ATU-III、3通道CAN，可应用于未来的发动机和变速箱的电子控制。Flash MCU首次采用90 nm工艺，提高了工作频率，并且扩大了内置Flash存储器的容量。

?? 今后，动力系电子控制的复杂性将提高得越来越快。为了适应这一趋势，可以采用安装有2个SH-2A的多核SH-2A-Dual 来实现高性能化。

图形仪表板

?? 汽车的<"cblue" "/search/?q=仪表板" title="仪表板">仪表板上安装有各种仪表和显示器，还有对驾驶员起警示作用的警示灯和报警蜂鸣器。以前是使用机械式的速度计、燃料存量表和里程表，而现在的仪表板大都是用步进马达和LCD构成。最近，更有中、高档车装上了在大型LCD上显示汽车诊断信息、安全信息等内容的仪表板。

?? 现在人们关注的是能够显示更多信息的<"cblue"

"/search/?q=图形仪表板" title="图形仪表板">图形仪表板。图形仪表板可以分为两类，一类是在原有采用步进马达驱动的仪表上增加TFT-LCD图形显示的仪表板，另一类是不使用仪表那样的可动零部件，而所有内容都用大型TFT-LCD图形仪表板显示。

?? 同时使用仪表和TFT-LCD的图形仪表板应选择价格不太高的中型QVGA或WQVGA尺寸的TFT-LCD。TFT-LCD上显示驾驶员容易看清的汽车诊断信息、安全信息的同时，又可以利用软件切换显示汽车倒退时拍摄到的后方图像，还可以用箭头表示目的地的方向，提供简易型导航功能，所以它可以提高驾驶员的辨别能力，明显改善安全性。在欧洲，各汽车制造商已经做了计划，不仅仅限于高档车，中档车也要使用这种仪表板。制造这种仪表板必需采用高速处理技术，要使用速度为100 MHz以上的32位微型机。瑞萨为该应用提供了32位微型机SH7262和SH7264，现在正在供应样品，并且将于今年5月开始生产。由于内置有144 MHｚ 32位SH-2A CPU、图形与视频显示用的视频显示控制器和