先進汽車儀表板及車身控制設計要領

　　汽車儀表板及車身控制設計要領

　　汽車的儀表板為駕駛提供各種實時的視覺信息，這些信息是輔助決策的重要參考，必須快速且準確無誤的傳遞給駕駛員知道。此外，汽車中的空調及車身控制模塊(BCM)系統，負責為駕駛及乘客提供舒適的乘車環境。其中空調系統過執行最佳控制將汽車內部的溫度迅速降至較為舒適的水平，并根據來自于各個傳感器的信息保持舒適的車內溫度。BCM系統則可以集中控制多個ECU，如車門、座椅和組合開關等。

　　不論是儀表盤控制或車身控制的MCU，都必須提供更高的處理性能、處理大量網絡節點的能力、支持多種外圍連接的接口功能、可擴展電路板布局范圍的功能、先進的內存架構，以及更便利的開發環境。這些設計需求分析如下：

　　1. 高處理性能：

　　MCU要提升處理性能，必須從其核心及軟、硬件系統架構下手以富士通新一代MCU的FR81S CPU核心為例，它的工作性能達到1.3MIPS/MHz，比上一代FR60核心高出30%的處理效能;因具有內置式單精度浮點運算單元(FPU)，能夠滿足圖像處理系統和那些需要浮點操作功能的系統(如制動器控制)要求。此外，透過硬件式的FPU支持，能夠簡化軟件程序并提升運算性能。

　　2. 大量網絡節點處理能力：

　　今日汽車中的CAN網絡內存在著大量的內置式ECU，它們的規模隨著節點數量的增加而不斷擴大，因此車用MCU必須支持更多的訊息緩沖器(message buffer)。上一代的32位CAN微控制器能提供達32個內置式訊息緩沖器，但現在已顯得不敷使用，以新一代富士通MCU來說，已能支持達64個內置式訊息緩沖器，而且支持CAN 2.0A/B規格及提供1Mbps的高傳輸率。

　　3. 廣泛接口支持能力：

　　車用MCU連接的外圍相當多樣，而連接的接口可能是UART、頻率同步串行、LIN-UART 和 I2C，因此必須具備彈性的接口連接能力。為了滿足此需求，富士通將內置式多功能串行接口用作串行通信接口，并透過軟件方式來切換上述各種接口，以靈活支持外部組件的通信規范，并提高系統設計的自由度。新系列MCU還提供LIN-UART 的6條通道，從而能夠與更多控制單元進行通信;其中MB91725系列因具有定時器功能的多條信道和 A/D 轉換器，更容易達成各種功能的整合。請參考(圖二)。

　　圖二　使用序列接口達成彈性的通信接口功能整合

　　4. 可擴展電路板布局范圍的功能：

　　由于車用電路板系統的布局設計方式相當多樣，車用MCU必須能滿足這些設計的需求。一些可行的作法包括為外部總線接口終端配置獨立電源，使得ECU板上無需再安裝電平轉換器。此一外部總線接口終端的電源范圍要廣(如涵蓋3.0V至5.5V)，進而能彈性地和單元內存或圖像用ASIC相連。

　　另一個作法是讓MCU具備內置式I/O再分配的功能，透過軟件設置即可改變I/O連接埠的分配。如此一來，設計者可以更彈性地與特定外圍相連結，進而大幅提升電路板布局的自由度。