Fujitsu內(nèi)置FR81S內(nèi)核的高性能32位微控制器方案

近年來，在汽車性能方面，除了要求對諸如駕駛、轉(zhuǎn)向和停車等駕駛功能加以改進外，還要求對安全性、舒適性和環(huán)保性等相關性能加以提高。雖然內(nèi)置式微控制器最近為眾多汽車系統(tǒng)所用，但是為了將來能夠?qū)崿F(xiàn)更安全、更舒適和更環(huán)保的系統(tǒng)，對它們進行性能和功能的改進將至關重要。

簡介/產(chǎn)品特性

■ 面向更安全、更舒適且更環(huán)保的系統(tǒng)

我們開發(fā)了內(nèi)置“FR81S”專用32位高性能 CPU 內(nèi)核的 MB91770 系列和 MB91725 系列新型微控制器，能夠控制新一代汽車系統(tǒng)。儀表盤控制是 MB91770 系列的主要應用領域，而車身控制（空調(diào)、BCM等）則是 MB91725 系列的主要應用領域。

■ 新型內(nèi)置式高性能32位 CPU 內(nèi)核“FR81S”

本產(chǎn)品采用 FR81S 內(nèi)核，提供了比傳統(tǒng)32位“FR60”CPU 內(nèi)核高30%或以上的處理性能。FR81S 的工作性能為 1.3MIPS/MHz，作為面向汽車應用的微控制器，它提供了極高的處理性能。它還具有內(nèi)置式單精度浮點運算單元（FPU），能夠滿足圖像處理系統(tǒng)和那些需要浮點操作功能的系統(tǒng)（如制動器控制）的要求。雖然時至今日不帶 FPU 的傳統(tǒng)產(chǎn)品仍然需要定點運算之類的運算方法，但是本產(chǎn)品具有硬件支持，因此能夠簡化軟件程序并提升運算性能。

照片1：外觀圖



■ 帶有64個內(nèi)置式消息緩沖器的 CAN 控制器

最近，在汽車的 CAN 網(wǎng)絡中存在著大量內(nèi)置式 ECU；它們的規(guī)模隨著節(jié)點數(shù)量的增加而不斷擴大。雖然傳統(tǒng)32位 CAN 微控制器主要具有32個內(nèi)置式消息緩沖器，但是這款產(chǎn)品具有64個內(nèi)置式消息緩沖器，從而能夠支持帶有大量節(jié)點的系統(tǒng)。并且，它還支持 ver.2.0A/B 充當 CAN 協(xié)議和高達 1Mb/s 的比特率。

■ 能夠通過可切換串行接口和 LIN-UART 連接多種外設功能

本產(chǎn)品將內(nèi)置式多功能串行接口用作串行通信接口（MB91770 系列內(nèi)的2條通道和 MB91725 系列內(nèi)的4條通道）。該多功能串行接口可以通過軟件切換為各條通道選擇 UART、時鐘同步串行、LIN-UART 和 I2C。這樣就可以靈活支持外部器件的通信規(guī)范和提高系統(tǒng)設計的自由度。除了該多功能串行接口以外，本產(chǎn)品還具有 LIN-UART 的6條通道，從而能夠與更多控制單元進行通信。

■ 可以擴展電路板布局范圍的功能

● 外部總線接口終端專用的電源

本產(chǎn)品為外部總線接口終端配備了獨立電源。因此，無需在 ECU 板上安裝電平轉(zhuǎn)換器（先前連接那些在采用單個電源的傳統(tǒng)產(chǎn)品內(nèi)、具有不同工作電壓的外部器件時，必須具有電平轉(zhuǎn)換器）。并且，該外部總線接口終端的電源電壓范圍為 3.0V 至 5.5V，因此它可以靈活地連接單元存儲器、圖像用 ASIC 等。

● I/O 再分配功能

微控制器的外設單元的分配和接線方式在很大程度上取決于微控制器的引腳分配。為了減少引腳分配給電路板布局帶來的物理約束，本產(chǎn)品提供了內(nèi)置式 I/O 再分配功能，可以通過軟件設置來改變 I/O 端口分配。由于 I/O 再分配功能允許我們從分配的終端中選擇需要用到的外設終端，所以可以大幅提高電路板布局的自由度。

從外設和分支數(shù)量（可以再分配的終端數(shù)量）如下所示。

圖2展示了 I/O 再分配功能略圖。

[從外設和分支數(shù)量]

● PPG：11通道 × 3分支

● 輸入采集：6通道 × 3分支

● LIN-UART：4通道 × 2分支

● 重加載定時器：4通道 × 3分支

圖1：MB91770 系列/MB91725 系列在汽車中的應用視圖



圖2：I/O 再分配功能示意圖