關于數(shù)字信號控制器在汽車設計中的應用

靈活的中斷結(jié)構(gòu)

　　DSC架構(gòu)的中斷結(jié)構(gòu)具有極高的靈活性。通常，支持大量的可獨立選擇和設定優(yōu)先級的中斷源和向量(對于包含多個傳感器和執(zhí)行機構(gòu)的應用非常有用！)。中斷延時具有高度的確定性，便于系統(tǒng)開發(fā)人員進行設計。

　　大多數(shù)汽車應用需要對常量進行存儲，這些常量可用于根據(jù)環(huán)境條件、傳感器的種類和預先測得的偏移量校準傳感器的輸出數(shù)據(jù)。后處理算法也會使用到常量，比如濾波系數(shù)、活塞尺寸和目標空氣-燃油比等預先確定的系統(tǒng)特性參數(shù)，以及誤差門限值。若在RAM中存儲這些常量會浪費數(shù)據(jù)存儲器的容量。DSC器件通常有閃存程序存儲器和閃存數(shù)據(jù)EEPROM，這些存儲器可用來可靠而高效地存儲和訪問這些常量。在具有閃存的DSC中，用戶程序甚至可以根據(jù)環(huán)境、數(shù)據(jù)或工作條件的變化實時修改這些常量。在許多系統(tǒng)中，還有可能使用控制器局域網(wǎng)(CAN)等串行通信通道，使用自舉程序算法來重新編寫代碼段或常量。

　　在線串行編程(ICSP?)

　　閃存DSC允許用戶使用一種稱為“在線串行編程(In-Circuit Serial Programming?)”的方法在現(xiàn)場方便地升級應用程序固件。這允許在不同的汽車子系統(tǒng)和不同的工作/環(huán)境條件下重復使用同一個控制器，此外還允許修正軟件漏洞、校準傳感器，以及在保證開銷和延時最少的情況下，使功能得到增強。

　　高分辨率模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)

　　傳感器在許多汽車子系統(tǒng)中的廣泛使用促使具有足夠速度和分辨率的片上ADC成為迫切需要，以便允許對輸入量的快速微小變化進行測量。在閉環(huán)工作中尤其重要，比如要采樣進氣歧管壓力以確定點火的精確時機，從而產(chǎn)生最佳的轉(zhuǎn)矩。分辨率小于12位或非線性誤差大于1個最低有效位(LSB)的ADC無法滿足多數(shù)汽車功能的需要。在某些子系統(tǒng)中，采樣速度是考慮的重點，尤其是在氣囊控制等對安全要求嚴格的功能中。在其他情況下，主要考慮的可能是同時測量不同物理量的能力。例如，主動懸架系統(tǒng)可能需要同時獲取對汽車速度、加速度、車身/車輪相對運動和轉(zhuǎn)向角度的采樣。應根據(jù)模塊所需的ADC功能選擇合適的DSC器件。

　　脈寬調(diào)制(PWM)

　　汽車系統(tǒng)中使用的一些閥門和執(zhí)行機構(gòu)由占空比可變的脈沖控制。PWM控制功能的兩個常見實例為：燃油噴射閥，該閥門會在脈沖有效時開啟以控制噴射到汽缸中的燃油量；以及點火發(fā)生器，當脈沖下降為低電壓電平時，產(chǎn)生火花。DSC支持自動產(chǎn)生具有指定波形和極性的PWM信號。動力轉(zhuǎn)向、自動變速器和空調(diào)等子系統(tǒng)均包含復雜的電機控制算法。有些DSC具備多種片內(nèi)外設來支持此類高級PWM算法。

　　正交編碼器接口(QEI)

　　精確而快速地測量汽車以及其中的各種機械構(gòu)件的速度和位置對于有效控制汽車運行的許多方面非常重要。例如，防碰撞系統(tǒng)需要測量速度和加速度。通常選擇正交編碼器(如光電編碼器)作為這一測量的傳感器。有些DSC包含內(nèi)部正交編碼器接口，能夠在軟件開銷最少的情況下有效解碼正交編碼器產(chǎn)生的信號。