De moderne bilene kommer med flere ECU-er koblet til CAN-bussen – bilens interne datanettverk. ECU-er kontrollerer nesten alle deler av en bil, som en motor, bremser, girkasser og kollisjonsputer, mens de automatiserer disse delene og øker effektiviteten.
ECU-er består av en eller flere mikrokontroller-CPUer som er spesialiserte brikker som enkelt tilpasser seg i et robust driftsmiljø, høy temperatur og gravitasjonskraft.
1. SPC5 32-biters MCU for biler
STMicroelectronics produserer en serie med 32-bits mikrokontrollere (MCUer) for automotive ECU-applikasjoner. Disse brikkene kommer med innebygd flash-minne som varierer fra 128 KB til opptil 10 MB.
SPC5-familien av ECU-brikker tilbyr også ulike prosesseringsmuligheter, avhengig av bilapplikasjonene, som generell bruk, sikker og tilkoblet, og høy ytelse. Du finner CPU-klokkehastighet så lav som 48MHz og opptil 200MHz.
Derfor, avhengig av programmeringskodelengden eller tallene, kan bilprodusenten velge forskjellige brikker for ECU-ene.
SPC5 MCU-er kommer med opptil tre behandlingskjerner. Du vil stort sett finne disse i ECU-er som styrer motoren og chassiset, pluss avanserte førerassistansesystemer (ADAS), førersikkerhet og vinduer og dører.
Brikken og minnemodulen tåler opptil 165 °C temperatur og fungerer fint selv ved -40 °C. Siden disse er prosessorer i bilindustrien, kan de også tåle store støt.
I slekt: PC-driftstemperaturer: Hvor varmt er for varmt?
ECUer laget av disse mikrokontrollerne støtter et bredt spekter av datatilkoblingsalternativer som Ethernet, Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, DSPI og CAN-FD.
2. MIPS32 og MIPS64 arkitektur
MIPS-mikrokontrollere kommer med RISC-instruksjonssettarkitekturen. Du finner dem stort sett i elektroniske enheter som avanserte nettverksmoduler, små mikrokontrollere, spillkonsoller, kontorautomatiseringsprodukter og set-top-bokser.
MIPS Technologies produserer MIPS 32-biters og MIPS 64-biters MCU-er for bil-ECUer. Disse CPUene er kodeeffektive, krever mindre strøm og har en lav pris. Noen MIPS 64-bits MCU-er er ideelle for avanserte bilapplikasjoner fordi sistnevnte trenger høyere prosesseringsevne og grafikkgjengivelse.
I slekt: Integrert vs. Dedikert grafikkort: ting du trenger å vite
Bilprodusenter bruker stort sett MIPS 32-bits mikrokontrollere for å automatisere de elektroniske kontrollene i bilen.
Elektroniske dører, panser, vindusviskere, automatiske vinduer osv. kjører for eksempel på MIPS32 arkitekturbaserte CPUer. Noen elektroniske systemer for chassis og drivverk inkluderer også MIPS 32-bit MCU.
Tvert imot, avanserte systemer som infotainmentsystemet, ADAS og autonom kjøring krever maskinvareakselerasjon og objektgjenkjenning.
Dermed trenger ECU mer prosessorkraft for å ta den riktige avgjørelsen i et høyhastighetsmiljø. MIPS 64-bits MCU-er er ideelle for slike applikasjoner.
3. 16-bits MCU-er for motor-ECUer
Microchip Technology Inc. produserer også forskjellige mikrokontrollere og mikroprosessorer for bil-ECU-applikasjoner, og 16-bits MCU-er er primært tilgjengelig i de elektroniske styreenhetene for drivverket.
De er kompatible med CAN-FD, CAN, USB, LIN og SENT datakommunikasjonsprotokoller.
16-bits MCU er i hovedsak en mikrodatamaskin med ulike periferiutstyr for motorkontroll, digital kraftkonvertering, presisjonshastighet og dreiemomentkontroll. Den består også av digitale signalkontrollere (DSC) for å hjelpe MCU med ekstra motorkontroll.
Ulike typer biler som elektriske biler, biler med forbrenningsmotor eller hybridelektriske kjøretøy bruker flere ECUer basert på 16-bit MCU og DSC.
Mikrokontrolleren til disse ECUene kommer med AEC Q100 Grade 0-sertifisering som indikerer at CPUen og dens minnemodul er svært stabile innenfor temperaturområdet -40 °C til 150 °C.
Mikrodatamaskinsystemet tåler tøffe forhold som plutselige støt, høyhastighetsmobilitet, olje- og fettavsetning.
16-bits MCU er i stand til å kjøre algoritmer for å kontrollere motorer, aktuatorer, turboladere, EGR-ventiler og olje/vann-pumper.
4. 8-bits MCUer
8-bits MCUer er ideelle for ECUer som trenger å kjøre små programkoder. PIC og AVR MCUer er merker av Microchip Technology Inc., og du vil se dem i forskjellige bil-ECUer som kontrollerer analoge sensorer, digitale sensorer og kapasitive berøringsfunksjoner.
I dag kommer moderne biler med LED-lyssystemer for energieffektivitet. Du finner en eller to ECUer som styrer disse LED-arrayene, og de fleste av disse ECUene er basert på 8-bits mikrokontrollerenheter.
8-biters MCU-er bruker lite strøm siden de består av kjerneuavhengige periferienheter eller CIP-er. Noen ECU-funksjoner krever kanskje ikke alltid konstant prosessorbruk. Her spiller CIP-er en viktig rolle.
Disse mikrodatamaskinene kommer også med intelligent analogt periferiutstyr slik at ECU kan kontrollere analoge sensorer via en analog-til-digital signaloversettelse.
For berøringsfølsomme funksjoner i bilen inneholder disse brikkene også en perifer berøringskontroller som hjelper den å gjenkjenne og måle kapasitiv berøring.
5. S32K Automotive MCUer
S32K mikrokontrollere er fra NXP Semiconductors N.V., og disse er designet på Arm Cortex-M-seriens RISC-arkitektur. ECU-ene basert på slike MCU-er tilbyr avansert programvare, sikkerhets- og sikkerhetsfunksjoner for smarte biler.
Disse MCU-ene består ASIL B/D-sertifiseringene, og er derfor egnet for forskjellige bil-ECUer som vil kontrollere kroppen, den elektriske enheten og sonekontrollene.
De fleste av S32K MCU-ene består også AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 og Grade 2-sertifiseringer slik at bilprodusentene kan bruke prosessorene i et robust miljø med høye temperaturer.
S32K MCU-er kommer i variable prosesseringskjerner som dual-core, single-core og lockstep-core. Flashminnekapasiteten og antall pinner endres i henhold til prosesseringskjernen.
Vanligvis varierer disse mikrokontrollerne fra 128 kB til 8 MB i flash-minne for programlagring, mens de tilbyr to typer pin-konfigurasjoner: 32 til 176 pinner og 48 til 289 pinner.
6. 32-biters AURIX TriCore mikrokontroller
Infineon Technologies AG produserer et innebygd system for kjøretøy-ECUer som består av en mikrokontroller, en RISC-prosessorkjerne og en DSP i én mikrokontrollerenhet. Disse MCU-ene er populære som 32-biters AURIX TriCore-mikrokontrollere.
Du finner ofte disse i ECU-er som kontrollerer forbrenningsmotoren, girkassekontrollenheter og elektriske servostyringssystemer.
Bortsett fra motoren og girkassen, er 32-biters AURIX TriCore MCU-baserte ECU-er ideelle for ADAS, autonom kjørekontroll, kjøresikkerhetsstyring og automasjon av tilkoblede tjenester i bilen.
Disse CPU-ene er tilgjengelige innenfor et behandlingshastighetsområde på 133 MHz til 300 MHz. MCU-ene tilbyr et minimum flashminne på 0,5 MB til opptil 16 MB.
Sammenlignet med andre ovennevnte MCU-er, er disse kraftigere på grunn av en dedikert SRAM. Når det gjelder datatilkobling, er mikrodatamaskinene kompatible med CAN-, LIN-, FlexRay- og SPI-protokoller.
Små ECU-brikker med komplekse funksjoner
Nå som du vet om noen få ECU-mikrokontrollere, tenker du kanskje at disse brikkene er mindre kraftige enn en hjemmedatamaskin-CPU. Det er riktig fordi de trenger å kjøre noen forhåndsdefinerte koder, og i de fleste tilfeller er disse kodene ikke større enn én megabyte.
Du vil imidlertid alltid finne mer enn én ECU med forskjellige programkoder for hele bilen. Å vite mer om bilens ECU vil hjelpe deg å ta riktig vare på kjøretøyet og gi næring til hjernecellene dine hvis du er en bilentusiast.
YouTube er full av utmerkede og informative bilkanaler. Her er de beste YouTube-kanalene for bilnøtter.
Les Neste
- Teknologi forklart
- prosessor
- Behandling
Tamal er frilansskribent hos MakeUseOf. Etter å ha fått betydelig erfaring innen teknologi, økonomi og forretning prosesser i sin tidligere jobb i et IT-konsulentselskap, tok han til seg skriving som fulltidsyrke for 3 år siden. Selv om han ikke skriver om produktivitet og de siste teknologinyhetene, elsker han å spille Splinter Cell og overskue Netflix/Prime Video.
Abonner på vårt nyhetsbrev
Bli med i vårt nyhetsbrev for tekniske tips, anmeldelser, gratis e-bøker og eksklusive tilbud!
Klikk her for å abonnere
