車身分布式控制促8位MCU走向專用

　　對于車身控制系統的設計，幾年前，大家在討論是采用集中式控制，還是采用分布式控制的時候，更多的是從性能和整車電氣結構的優化方面來考慮，也有很多的設計嘗試采用分布式的控制方式，但是迫于成本的壓力，最后又都回到了集中式設計。近兩年，車身的電氣系統越來越復雜，CAN網絡的大量應用，交互的信息也越來越多，Autosar也開始在車身上應用，而且隨著法規和測試標準的不斷完善，大家發現絕對集中的控制方式已經無法解決客戶的功能要求和EMC測試的時候，大家開始把集中控制的部分功能剝離出來，形成一個個的控制節點，通過LIN或者CAN總線與車身的主控制器連接，這就是目前常用的車身控制方式。比如電機的控制，以前是一個主控制器直接去驅動電機，而現在電機控制不僅有驅動的要求，還有位置反饋的要求，更關鍵的是傳統的長線直接驅動電機的控制方式，很難通過嚴格的EMC測試要求，于是，目前通用的做法就是把電機驅動和位置反饋直接和電機集成在一起，形成一個分布的控制節點。以前這樣節點的設計，需要采用MCU、LDO、電機的驅動、位置檢測、LIN通信等一堆芯片來實現，成本較高。為了滿足上述應用，越來越多的專用MCU出現，在一顆芯片上集成了上述所有功能，如門窗、天窗電機驅動IC、步進電機驅動IC、超聲波探頭IC等，這些IC相對于傳統的方案，價格上具有更大的優勢。這就是未來8位單片機的發展趨勢，8位單片機會和相關驅動、Sensor、電源、通信等功能集成在一起，形成越來越多的專用IC。從長遠來看，在車身應用上，這些專用IC慢慢會替代很多通用8位單片機，但是從目前來看，隨著通用8位單片機的價格越來越低，性能越來越高，通用8位單片機還會有很大的市場份額，比如簡單的BCM、坐椅控制器，門窗控制器上都還主要是8位單片機的應用。

　　車身未來的應用依然會以16位單片機為主，只是這個16位單片機架構會與傳統的16位單片機不同。前面說過，車身系統的應用，會把一些傳感器和執行機構做成一個個分布節點從BCM中剝離出去，但是在BCM中會集成越來越多CAN網關的功能、LIN主控的功能和原來BCM的部分控制功能，而且隨著Autosar的應用，對單片機的性能和存儲空間提出了較高的要求，傳統的16位單片機要實現網關和LIN主控，大部分都是由軟件來實現的，會占用大量的MCU資源，如果純粹靠提高MCU的運行速度來實現這些功能，會帶來諸如功耗和EMI方面的問題。所以IC廠商都在16位MCU的基礎上加入了協處理器，通過硬件來實現CAN網關和LIN主控的功能，讓MCU更多的資源用以實現原來BCM的控制功能。比如飛思卡爾的Xgate，英飛凌的XC2000處理器，都具有硬件協處理的功能，而且這些單片機的存儲空間也非常大，可以達到1M的存儲空間，完全能夠滿足Autosar的應用要求。

　　但是有人會問，隨著32位單片機的價格降低，在車身上的應用上，32位單片機完全可以替代16位單片機。這種想法沒有錯誤，但是我們知道對于32位單片機，原來大部分都是為了復雜的算法計算而設計的，主要用在Powertrain上。雖然他們的計算能力要優于16位單片機，但是他們并不一定適合在車身上應用，在車身應用上，沒有復雜的算法，不需要單片機有很強的計算能力，而且目前大部分的32位單片機除了32位的內核外，并沒有適用于車身應用的專用的硬件協處理器，如果應用在車身上，大部分CAN或者LIN的控制功能還是需要靠軟件來實現，性能上也不一定會比16位單片機強。當然也有IC廠商，開始在32位單片機的內核上加入了硬件協處理的功能，價格上也有很大的優勢，但是為了和以前的軟件兼容，控制器廠商也不一定會愿意切換到32位單片機平臺上。

　　綜上所述，從未來車身應用上來看，8位單片機慢慢會和驅動、傳感器，LDO、LIN或者CAN集成在一起，形成專用的IC。隨著16位單片機架構的不斷擴充，16位單片機仍然會是車身應用的主流。32位單片機慢慢也開始在車身上應用，但是這需要時間，主要不是價格和性能的問題，更關鍵的是軟件的兼容性問題。