用32位MCU設計應用系統時的軟硬件考慮 (1)

* 實時操作系統選擇：已有很多論文和文章就如何選取擇實時操作系統給出了建議。對于ECU設計，OSEK已經逐漸演變為行業標準RTOS，可從許多的供應商那里買到這種具有確定性、魯棒性、高效率和穩定的解決方案。

* 調試模式：軟件工程師應當在項目進入集成階段的時候，確信自身具備足夠的查錯及排障的能力，盡管代碼模擬器相當可靠，但集成問題還是存在的。這時候要怎么辦？答案各有不同。以ECU設計為例，一個全速傳統的在線仿真器(ICE)的價格昂貴(12,000美元)，它不僅在引擎隔倉中應用在線仿真的難度很大，而且不能用于解決棘手的時序問題。

相比之下，片上調試(JTAG型) 仿真器是經濟的($1,000) ，并且較易于連接到系統上。舉個例子，Renesas' E10A是一種JTAG-兼容硬件調試器，該種調試器可使工程師詢問并控制寄存器集以及某個超高整處理器的RAM存儲器。此外，要提高ECU代碼的精度，軟件工程師要能利用某種AUD(高級用戶調試) 的特性，該AUD會形成超高速CPU管線的特別的線跡。Renesas SH7058 MCU系列中，MCU上的AUD界面是雙向作用的，并且無須暫停CPU，也可使RAM進行存儲。

硬件問題

32位系統的開發過程中會遇到很多硬件問題，以下幾點值得特別注意：

* 電源供應濾波：絕大部分32位MCU比16位MCU的運行速度要快很多，此外，32位MCU的CPU內核要求獨立的低壓供電系統，因此其噪聲容限要比I/O電路嚴格得多。因此，在PUB周圍，尤其MCU的附近要安放足夠的低頻和高頻的去耦電容，實踐表明去耦電容能夠有效地降低噪聲。

* 片上閃存：在過去，用于ECU 系統中的許多MCU 不具備足夠的內存作為一個單芯片控制器進行運行，并且部分MCU 就根本沒有程序內存，結果是程序內存被設置在芯片之外，由于需要大量高速尋址和數據總線，因而常常會導致EMI問題的出現。

目前，像SH7058這樣的32位ECU具有1 MB閃存，具有真正意義的單片解決方案特征。在大多數情況下，由于具有大量的片上程序內存，所以不再需要片外內存。在采用SH7058的ECU設計中，片上閃存可通過兩種方式進行固化，一種是在主板制造前，對器件進行固化，另一種是主板的設計完成后在系統內進行固化，這樣，軟件工程師在升級代碼時就有了很大的靈活性，工程師甚至能在ECU被安裝在車輛內部以后，也能借助車載總線(CAN)進行升級操作。

本文小結

從16位到32位MCU的跨躍是一個質的飛躍，這種趨勢是不可避免的。32位實現方案極大地提升系統的運算能力及操作性能，進行成功轉換的關鍵是要有充分的準備、訓練和周密的開發工具選擇策略，此外，像瑞薩這樣的32位MCU供應商的持續支持也是至關重要的。