MPC555微控制器及其在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用
在硬件方面,MPC555微控制器是理想的汽車電子產(chǎn)品嵌入式硬件系統(tǒng)平臺。上表列出了國內(nèi)外專業(yè)公司開發(fā)的MPC555開發(fā)板的情況比較。
在集成開發(fā)環(huán)境方面,各開發(fā)系統(tǒng)普遍采用MathWorks 公司的MATLAB 系列軟件產(chǎn)品Simulink、 Stateflow等,用于模擬仿真、建立模型,再與相應(yīng)的交叉編譯器、控制界面連接程序與硬件平臺相連構(gòu)成完整的開發(fā)系統(tǒng)。在MPC555應(yīng)用領(lǐng)域比較有代表性的產(chǎn)品有ETAS 公司的開發(fā)工具ASCET-SD,符合OSEK標(biāo)準的實時操作系統(tǒng)OSEKWorks,調(diào)試工具LabCar和相應(yīng)MPC555的硬件開發(fā)板;ADI公司的嵌入式系統(tǒng)的快速原型SIMsystem,開發(fā)平臺BEACON以及Axiom、 Pi-technology 所生產(chǎn)的MPC555硬件開發(fā)系列產(chǎn)品等。
在汽車電子領(lǐng)域,CAN總線通信標(biāo)準在物理、數(shù)據(jù)鏈層面定義了有關(guān)通信技術(shù)規(guī)范。OSEK技術(shù)規(guī)范是針對符合汽車電子開放式系統(tǒng)及其接口的軟件規(guī)范所研發(fā)的嵌入式實時操作系統(tǒng),OSEK規(guī)范從實時操作系統(tǒng)、軟件的開發(fā)平臺作了全面的定義與規(guī)定。該規(guī)范最先由德、法兩國汽車行業(yè)所倡導(dǎo)并日趨完善。它所提出的一整套解決方案代表了未來汽車電子軟件行業(yè)的發(fā)展方向,在國際汽車電子領(lǐng)域的影響力日益增強。
廣泛的應(yīng)用
汽車工業(yè)是使用微控制器最多的工業(yè),一輛現(xiàn)代汽車使用微控制器最多達到上百個微控制器。汽車電子系統(tǒng)占整車成本的比例在20世紀90年代末已超過了30%,現(xiàn)在還在繼續(xù)上升。以32位嵌入式微控制器為基本技術(shù)特征的新一代電控單元(ECU)已成為汽車電子領(lǐng)域的主流。
MPC555在推出不久便于1999年獲得國際PACE汽車創(chuàng)新產(chǎn)品優(yōu)秀獎,并在嵌入式計算機控制領(lǐng)域,特別是在汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域迅速發(fā)展。由于其優(yōu)良的性能和強大的市場推廣力度,MPC555在各個層次,從高科技研發(fā)項目、終端用戶(汽車制造廠家)到各專業(yè)軟硬件開發(fā)商都受到高度重視并積極應(yīng)用,并已成為目前國際汽車電子系統(tǒng)廣泛采用的新一代芯片。2000年,MPC500系列產(chǎn)品在汽車行業(yè)的年銷售額達10億美元之多(據(jù)Motorola報道)。國外的汽車電子工業(yè)已形成了從半導(dǎo)體硬件到軟件、從部件開發(fā)到系統(tǒng)集成應(yīng)用的一整套開發(fā)和生產(chǎn)體系。圍繞著汽車制造商,已形成了專業(yè)化提供全套應(yīng)用系統(tǒng)的各類供應(yīng)商:從硬件設(shè)計到軟件開發(fā)以及各種專用控制原型的提供、各種先進開發(fā)工具的配用。
MPC555微控制器在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用范例:
● BMW 的 Valvetronic 電子閥門系統(tǒng)為目前國際最先進動力控制系統(tǒng)技術(shù)(其三種車型已在道路上運行)
● Ford 的Taurus 動力控制系統(tǒng)
● 由BMW 聯(lián)合Motorola 等開發(fā)的Byteflight數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)(用于安全氣囊)
● Siemens VDO 汽車動力管理一體化系統(tǒng)
● Ford 采用MPC500系列為Lincoln LS luxury sedans開發(fā)的動力控制系統(tǒng)
● Ford 采用MPC500系列為Jaguar S-Type Sedans 車型的點火、噴油、排氣控制
● 韓國現(xiàn)代公司最新燃料電池轎車SANTA FE FCEV (EVS19展出的)的總成控制
● MoBIES 項目OEP汽車動力控制開放式試驗平臺硬件控制單元(ECU)
汽車動力系統(tǒng)、底盤系統(tǒng)、車體以及安全系統(tǒng)等逐漸從傳統(tǒng)的機械、液壓結(jié)構(gòu)向電子結(jié)構(gòu)以及智能化控制演變,在制動、駕駛、懸掛、助力、車身等控制方面都借助電子化的手段提高性能。GPS全球衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)、穩(wěn)定管理、電制動、自動駕駛系統(tǒng)以及防撞車、語音識別、網(wǎng)絡(luò)化、夜間辨別加強等系統(tǒng)都在積極地開發(fā)應(yīng)用當(dāng)中。另外,通過內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)將各個獨立功能的子系統(tǒng)連接形成實時的資源共享,使系統(tǒng)集成化、智能化,例如,底盤穩(wěn)定控制系統(tǒng)通過對制動、駕駛和懸掛系統(tǒng)信息的獲得而得以優(yōu)化。
未來的技術(shù)開發(fā)重點
汽車電子技術(shù)的發(fā)展為提高整車性能起到了關(guān)鍵性的作用。隨著汽車電子化發(fā)展的深入,32位微控制器將逐漸取代8位、16位微控制器而成為主流應(yīng)用產(chǎn)品。未來應(yīng)重視以下領(lǐng)域的技術(shù)開發(fā):
● 軟件:標(biāo)準的I/O驅(qū)動模塊、實時多任務(wù)操作系統(tǒng)、高級語言控制編程、基于模型的算法設(shè)計、自動代碼生成、虛擬仿真測試。
● 硬件:提供完整的與軟件系統(tǒng)一體化的硬件開發(fā)平臺。靈活多功能的快速原型,硬件在環(huán)仿真HIL(Hardware-in-the-Loop)Simulation,Bypass方法的應(yīng)用等。
● 快速原型建立軟硬件一體化應(yīng)用系統(tǒng):采用快速原型建立目標(biāo)系統(tǒng):基于模型設(shè)計建立控制算法;模擬系統(tǒng)動態(tài)測試驗證控制算法;模型實時檢驗;系統(tǒng)聯(lián)機測試、檢驗、調(diào)試、修改;自動生成源代碼、在線調(diào)試標(biāo)定。
● 標(biāo)準化:汽車電子正處于全面發(fā)展時期,相關(guān)技術(shù)的標(biāo)準也處于建立、完善的階段。有關(guān)通信、網(wǎng)絡(luò)規(guī)范、實時操作系統(tǒng)規(guī)范OSEK等技術(shù)規(guī)范日趨成熟。這類規(guī)范與針對性硬件系統(tǒng)互相滲透、互相依賴,成為一體。各大汽車公司聯(lián)盟爭先開發(fā)、建立不同的標(biāo)準體系,以便在汽車電子競爭中搶得先機。
汽車工業(yè)的發(fā)展圍繞安全、節(jié)能、環(huán)保、舒適、方便的主題為消費者提供高質(zhì)量、安全可靠、多功能低價位的創(chuàng)新產(chǎn)品。為了適應(yīng)這一特點,汽車行業(yè)以及IT行業(yè)的企業(yè)越來越認同聯(lián)合開發(fā)的方式,并著重在制定標(biāo)準、統(tǒng)一開發(fā)模式方面加大力度。
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