Moderní vozy se dodávají s více ECU připojenými ke sběrnici CAN – interní počítačové síti automobilu. ECU řídí téměř každou část automobilu, jako je motor, brzdy, převodovka a airbagy, přičemž tyto části automatizují a zvyšují efektivitu.
ECU se skládají z jednoho nebo více CPU mikrořadičů, což jsou specializované čipy, které se snadno přizpůsobí v drsném provozním prostředí, vysoké teplotě a gravitační síle.
1. SPC5 32bitový automobilový MCU
STMicroelectronics vyrábí řadu 32bitových mikrokontrolérů (MCU) pro automobilové aplikace ECU. Tyto čipy jsou dodávány s vestavěnou pamětí flash, která se pohybuje od 128 KB až do 10 MB.
Řada čipů ECU SPC5 také nabízí různé možnosti zpracování v závislosti na automobilových aplikacích, jako jsou univerzální, zabezpečené a připojené a vysoký výkon. Zjistíte, že frekvence procesoru je od 48 MHz do 200 MHz.
Proto v závislosti na délce programovacího kódu nebo číslech může výrobce automobilu zvolit různé čipy pro ECU.
MCU SPC5 se dodávají až se třemi procesorovými jádry. Většinou je najdete v ECU, které řídí motor a podvozek, plus pokročilé asistenční systémy řidiče (ADAS), bezpečnost řidiče a okna a dveře.
Čip a jeho paměťový modul odolají teplotě až 165 °C a fungují dobře i při -40 °C. Vzhledem k tomu, že se jedná o procesory automobilové třídy, mohou vydržet i silné otřesy.
Příbuzný: Provozní teploty PC: Jak horko je příliš horko?
ECU vyrobené z těchto mikrokontrolérů podporují širokou škálu možností datové konektivity, jako je Ethernet, Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, DSPI a CAN-FD.
2. Architektura MIPS32 a MIPS64
Mikrokontroléry MIPS přicházejí s architekturou instrukční sady RISC. Většinou je najdete v elektronických zařízeních, jako jsou pokročilé síťové moduly, malé mikrokontroléry, herní konzole, produkty kancelářské automatizace a set-top boxy.
MIPS Technologies vyrábí 32bitové a 64bitové MCU MIPS pro automobilové ECU. Tyto CPU jsou kódově efektivní, vyžadují méně energie a mají nízkou cenu. Některé 64bitové MCU MIPS jsou ideální pro špičkové automobilové aplikace, protože ty vyžadují vyšší možnosti zpracování a vykreslování grafiky.
Příbuzný: Integrovaný vs. Dedikovaná grafická karta: Věci, které potřebujete vědět
Výrobci automobilů většinou používají 32bitové mikrokontroléry MIPS k automatizaci elektronického ovládání v autě.
Například elektronické dveře, kapoty, stěrače čelního skla, automatická okna atd. běží na MIPS32 CPU založené na architektuře. Některé elektronické systémy podvozku a hnacího ústrojí zahrnují také 32bitový MIPS MCU.
Naopak pokročilé systémy jako informační a zábavní systém, ADAS a autonomní řízení vyžadují hardwarovou akceleraci a rozpoznávání objektů.
ECU tedy potřebuje více výpočetního výkonu, aby mohla učinit správné rozhodnutí ve vysokorychlostním prostředí. Pro takové aplikace jsou ideální 64bitové MCU MIPS.
3. 16bitové MCU pro ECU motoru
Microchip Technology Inc. vyrábí také různé mikrokontroléry a mikroprocesory pro aplikace automobilových ECU a 16bitové MCU jsou primárně dostupné v elektronických řídicích jednotkách hnacího ústrojí.
Jsou kompatibilní s datovými komunikačními protokoly CAN-FD, CAN, USB, LIN a SENT.
16bitový MCU je v podstatě mikropočítač s různými periferiemi pro řízení motoru, digitální převod výkonu, přesnost rychlosti a točivého momentu. Skládá se také z digitálních signálových ovladačů (DSC), které pomáhají MCU s dalším řízením motoru.
Různé typy automobilů, jako jsou elektromobily, automobily se spalovacím motorem nebo hybridní elektrická vozidla, používají několik ECU založených na 16bitových MCU a DSC.
Mikrokontrolér těchto ECU je dodáván s certifikací AEC Q100 Grade 0, která znamená, že CPU a jeho paměťový modul jsou vysoce stabilní v teplotním rozsahu -40 °C až 150 °C.
Mikropočítačový systém odolá drsným podmínkám, jako jsou náhlé otřesy, vysokorychlostní mobilita, usazování oleje a tuku.
16bitový MCU je schopen spouštět algoritmy pro řízení motorů, aktuátorů, výfukových ventilů turbodmychadla, EGR ventilů a olejových/vodních čerpadel.
4. 8bitové MCU
8bitové MCU jsou ideální pro ECU, které potřebují spouštět malé programové kódy. PIC a AVR MCU jsou značky Microchip Technology Inc. a uvidíte je v různých ECU automobilů, které ovládají analogové senzory, digitální senzory a kapacitní dotykové funkce.
V dnešní době jsou moderní automobily vybaveny LED osvětlovacími systémy pro energetickou účinnost. Najdete jednu nebo dvě ECU ovládající tato pole LED a většina z těchto ECU je založena na 8bitových mikrokontrolérových jednotkách.
8bitové MCU mají nízkou spotřebu energie, protože se skládají z periferií nezávislých na jádru nebo CIP. Některé funkce ECU nemusí vždy vyžadovat neustálé používání procesoru. Zde hrají CIP zásadní roli.
Tyto mikropočítače také přicházejí s inteligentními analogovými periferiemi, takže ECU může ovládat analogové senzory prostřednictvím převodu analogově-digitálního signálu.
Pro funkce v autě citlivé na dotyk obsahují tyto čipy také periferní dotykový ovladač, který pomáhá rozpoznávat a měřit kapacitní dotyk.
5. S32K Automotive MCU
Mikrokontroléry S32K jsou od NXP Semiconductors NV a jsou navrženy na architektuře RISC řady Arm Cortex-M. ECU založené na takových MCU nabízejí pokročilý software, bezpečnostní a bezpečnostní funkce pro chytrá auta.
Tyto MCU prošly certifikací ASIL B/D, a proto jsou vhodné pro různé ECU automobilů, které budou ovládat nástavbu, elektrickou jednotku a zónové ovládání.
Většina MCU S32K také prošla certifikací AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 a Grade 2, takže výrobci automobilů mohou používat procesory v drsném prostředí s vystavením vysokým teplotám.
S32K MCU se dodávají v jádrech s proměnlivým zpracováním, jako jsou dvoujádrové, jednojádrové a lockstep-core. Kapacita flash paměti a počet pinů se mění podle procesorového jádra.
Obvykle se tyto mikrokontroléry pohybují od 128 kB do 8 MB ve flash paměti pro ukládání programu, přičemž nabízejí dva typy konfigurací pinů: 32 až 176 pinů a 48 až 289 pinů.
6. 32bitový tříjádrový mikrokontrolér AURIX
Společnost Infineon Technologies AG vyrábí vestavěný systém pro ECU vozidel, který se skládá z mikrokontroléru, jádra procesoru RISC a DSP v jedné mikrořadičové jednotce. Tyto MCU jsou oblíbené jako 32bitové mikrokontroléry AURIX TriCore.
Často je najdete v ECU, které řídí spalovací motor, řídicí jednotky převodovky a systémy elektrického posilovače řízení.
Kromě motoru a převodovky jsou 32bitové řídicí jednotky AURIX TriCore na bázi MCU ideální pro ADAS, řízení autonomního řízení, řízení bezpečnosti jízdy a automatizaci připojených služeb v autě.
Tyto CPU jsou k dispozici v rozsahu rychlostí zpracování 133 MHz až 300 MHz. MCU nabízejí minimální flash paměť 0,5 MB až 16 MB.
Ve srovnání s jinými výše uvedenými MCU jsou tyto výkonnější díky vyhrazené paměti SRAM. Z hlediska datové konektivity jsou mikropočítače kompatibilní s protokoly CAN, LIN, FlexRay a SPI.
Malé čipy ECU s komplexními funkcemi
Nyní, když víte o několika mikrokontrolérech ECU, možná si myslíte, že tyto čipy jsou méně výkonné než CPU domácího počítače. To je správné, protože potřebují spustit několik předdefinovaných kódů a ve většině případů tyto kódy nemají velikost větší než jeden megabajt.
Vždy však najdete více než jednu ECU s různými programovými kódy pro celý vůz. Pokud jste automobilovým nadšencem, budete vědět více o ECU vašeho auta, pomůže vám to správně se o vozidlo starat a vyživit vaše mozkové buňky.
YouTube překypuje skvělými a informativními automobilovými kanály. Zde jsou nejlepší kanály YouTube pro automobilové ořechy.
Přečtěte si další
- Technologie vysvětlena
- procesor
- zpracovává se
Tamal je spisovatel na volné noze v MakeUseOf. Po získání značných zkušeností v oblasti technologií, financí a obchodu procesů v předchozím zaměstnání v IT poradenské společnosti, před 3 lety přijal psaní jako profesi na plný úvazek. I když nepíše o produktivitě a nejnovějších technologických novinkách, rád hraje Splinter Cell a často se dívá na Netflix/Prime Video.
Přihlaste se k odběru našeho newsletteru
Připojte se k našemu zpravodaji a získejte technické tipy, recenze, bezplatné e-knihy a exkluzivní nabídky!
Chcete-li se přihlásit k odběru, klikněte sem