MPC555微控制器及其在汽車電子領域的應用
在硬件方面,MPC555微控制器是理想的汽車電子產品嵌入式硬件系統平臺。上表列出了國內外專業公司開發的MPC555開發板的情況比較。
在集成開發環境方面,各開發系統普遍采用MathWorks 公司的MATLAB 系列軟件產品Simulink、 Stateflow等,用于模擬仿真、建立模型,再與相應的交叉編譯器、控制界面連接程序與硬件平臺相連構成完整的開發系統。在MPC555應用領域比較有代表性的產品有ETAS 公司的開發工具ASCET-SD,符合OSEK標準的實時操作系統OSEKWorks,調試工具LabCar和相應MPC555的硬件開發板;ADI公司的嵌入式系統的快速原型SIMsystem,開發平臺BEACON以及Axiom、 Pi-technology 所生產的MPC555硬件開發系列產品等。
在汽車電子領域,CAN總線通信標準在物理、數據鏈層面定義了有關通信技術規范。OSEK技術規范是針對符合汽車電子開放式系統及其接口的軟件規范所研發的嵌入式實時操作系統,OSEK規范從實時操作系統、軟件的開發平臺作了全面的定義與規定。該規范最先由德、法兩國汽車行業所倡導并日趨完善。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的發展方向,在國際汽車電子領域的影響力日益增強。
廣泛的應用
汽車工業是使用微控制器最多的工業,一輛現代汽車使用微控制器最多達到上百個微控制器。汽車電子系統占整車成本的比例在20世紀90年代末已超過了30%,現在還在繼續上升。以32位嵌入式微控制器為基本技術特征的新一代電控單元(ECU)已成為汽車電子領域的主流。
MPC555在推出不久便于1999年獲得國際PACE汽車創新產品優秀獎,并在嵌入式計算機控制領域,特別是在汽車電子應用領域迅速發展。由于其優良的性能和強大的市場推廣力度,MPC555在各個層次,從高科技研發項目、終端用戶(汽車制造廠家)到各專業軟硬件開發商都受到高度重視并積極應用,并已成為目前國際汽車電子系統廣泛采用的新一代芯片。2000年,MPC500系列產品在汽車行業的年銷售額達10億美元之多(據Motorola報道)。國外的汽車電子工業已形成了從半導體硬件到軟件、從部件開發到系統集成應用的一整套開發和生產體系。圍繞著汽車制造商,已形成了專業化提供全套應用系統的各類供應商:從硬件設計到軟件開發以及各種專用控制原型的提供、各種先進開發工具的配用。
MPC555微控制器在汽車電子領域的應用范例:
● BMW 的 Valvetronic 電子閥門系統為目前國際最先進動力控制系統技術(其三種車型已在道路上運行)
● Ford 的Taurus 動力控制系統
● 由BMW 聯合Motorola 等開發的Byteflight數據傳送系統(用于安全氣囊)
● Siemens VDO 汽車動力管理一體化系統
● Ford 采用MPC500系列為Lincoln LS luxury sedans開發的動力控制系統
● 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、底盤系統、車體以及安全系統等逐漸從傳統的機械、液壓結構向電子結構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全球衛星定位導航系統、穩定管理、電制動、自動駕駛系統以及防撞車、語音識別、網絡化、夜間辨別加強等系統都在積極地開發應用當中。另外,通過內部網絡將各個獨立功能的子系統連接形成實時的資源共享,使系統集成化、智能化,例如,底盤穩定控制系統通過對制動、駕駛和懸掛系統信息的獲得而得以優化。
未來的技術開發重點
汽車電子技術的發展為提高整車性能起到了關鍵性的作用。隨著汽車電子化發展的深入,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用產品。未來應重視以下領域的技術開發:
● 軟件:標準的I/O驅動模塊、實時多任務操作系統、高級語言控制編程、基于模型的算法設計、自動代碼生成、虛擬仿真測試。
● 硬件:提供完整的與軟件系統一體化的硬件開發平臺。靈活多功能的快速原型,硬件在環仿真HIL(Hardware-in-the-Loop)Simulation,Bypass方法的應用等。
● 快速原型建立軟硬件一體化應用系統:采用快速原型建立目標系統:基于模型設計建立控制算法;模擬系統動態測試驗證控制算法;模型實時檢驗;系統聯機測試、檢驗、調試、修改;自動生成源代碼、在線調試標定。
● 標準化:汽車電子正處于全面發展時期,相關技術的標準也處于建立、完善的階段。有關通信、網絡規范、實時操作系統規范OSEK等技術規范日趨成熟。這類規范與針對性硬件系統互相滲透、互相依賴,成為一體。各大汽車公司聯盟爭先開發、建立不同的標準體系,以便在汽車電子競爭中搶得先機。
汽車工業的發展圍繞安全、節能、環保、舒適、方便的主題為消費者提供高質量、安全可靠、多功能低價位的創新產品。為了適應這一特點,汽車行業以及IT行業的企業越來越認同聯合開發的方式,并著重在制定標準、統一開發模式方面加大力度。
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