Moderni automobili dolaze s više ECU-ova povezanih na CAN sabirnicu - internu računalnu mrežu automobila. ECU-i kontroliraju gotovo svaki dio automobila, poput motora, kočnica, mjenjača i zračnih jastuka, dok automatiziraju te dijelove i povećavaju učinkovitost.
ECU-ovi se sastoje od jednog ili više CPU-a mikrokontrolera koji su specijalizirani čipovi koji se lako prilagođavaju robusnom radnom okruženju, visokoj temperaturi i gravitacijskom povlačenju.
1. SPC5 32-bitni automobilski MCU
STMicroelectronics proizvodi seriju 32-bitnih mikrokontrolera (MCU) za automobilske ECU aplikacije. Ovi čipovi dolaze s ugrađenom flash memorijom koja se kreće od 128 KB do 10 MB.
Obitelj SPC5 ECU čipova također nudi različite mogućnosti obrade, ovisno o automobilskim aplikacijama, kao što su opće namjene, sigurni i povezani te visoke performanse. Naći ćete brzinu procesorskog takta od 48MHz do 200MHz.
Stoga, ovisno o duljini programskog koda ili brojevima, proizvođač automobila može odabrati različite čipove za ECU-ove.
SPC5 MCU dolaze s do tri procesorske jezgre. Uglavnom ćete ih pronaći u ECU-ovima koji upravljaju motorom i šasijom, plus napredni sustavi pomoći vozaču (ADAS), sigurnost vozača te prozori i vrata.
Čip i njegov memorijski modul mogu izdržati temperaturu do 165 °C i dobro rade čak i na -40 °C. Budući da se radi o CPU-ima automobilske klase, oni također mogu podnijeti teške udare.
Povezano: Radne temperature računala: Koliko je vruće prevruće?
ECU-ovi napravljeni od ovih mikrokontrolera podržavaju širok raspon mogućnosti povezivanja podataka kao što su Ethernet, lokalna mreža međusobnog povezivanja (LIN), FlexRay, DSPI i CAN-FD.
2. Arhitektura MIPS32 i MIPS64
MIPS mikrokontroleri dolaze s arhitekturom skupa instrukcija RISC. Uglavnom ćete ih pronaći u elektroničkim uređajima kao što su napredni mrežni moduli, mali mikrokontroleri, igraće konzole, proizvodi za automatizaciju ureda i set-top box uređaji.
MIPS Technologies proizvodi MIPS 32-bitne i MIPS 64-bitne MCU-ove za automobilske ECU-ove. Ovi CPU-i su učinkoviti kod koda, zahtijevaju manje energije i imaju nisku cijenu. Neki MIPS 64-bitni MCU-i idealni su za high-end automobilske aplikacije jer potonji trebaju veće mogućnosti obrade i grafičko prikazivanje.
Povezano: Integrirani vs. Namjenska grafička kartica: stvari koje trebate znati
Proizvođači automobila uglavnom koriste MIPS 32-bitne mikrokontrolere za automatizaciju elektroničkih kontrola unutar automobila.
Na primjer, elektronička vrata, nape, brisači vjetrobrana, automatski prozori, itd., rade na MIPS32 procesori bazirani na arhitekturi. Neki elektronički sustavi šasije i pogonskog sklopa također uključuju MIPS 32-bit MCU.
Naprotiv, napredni sustavi poput infotainment sustava, ADAS-a i autonomne vožnje zahtijevaju hardversko ubrzanje i prepoznavanje objekata.
Dakle, ECU treba više procesorske snage da donese ispravnu odluku u okruženju velike brzine. MIPS 64-bitni MCU-i idealni su za takve aplikacije.
3. 16-bitni MCU za ECU motora
Microchip Technology Inc. također proizvodi razne mikrokontrolere i mikroprocesore za aplikacije ECU automobila, a 16-bitni MCU-ovi su prvenstveno dostupni u elektroničkim upravljačkim jedinicama pogonskog sklopa.
Kompatibilni su s CAN-FD, CAN, USB, LIN i SENT protokolima za podatkovnu komunikaciju.
16-bitni MCU je u biti mikroračunalo s raznim periferijama za upravljanje motorom, digitalnu pretvorbu snage, preciznu brzinu i kontrolu zakretnog momenta. Također se sastoji od digitalnih kontrolera signala (DSC) koji pomažu MCU-u s dodatnom kontrolom motora.
Različite vrste automobila kao što su električni automobili, automobili s motorom s unutarnjim izgaranjem ili hibridno-električna vozila koriste nekoliko ECU-ova temeljenih na 16-bitnim MCU-ovima i DSC-ovima.
Mikrokontroler ovih ECU-ova dolazi s AEC Q100 Grade 0 certifikatom koji ukazuje da su CPU i njegov memorijski modul vrlo stabilni u temperaturnom rasponu od -40 °C do 150 °C.
Sustav mikroračunala može izdržati teške uvjete kao što su iznenadni udari, pokretljivost velikom brzinom, taloženje ulja i masti.
16-bitni MCU sposoban je pokretati algoritme za upravljanje motorima, aktuatorima, otpadnim vratima turbopunjača, EGR ventilima i pumpama ulja/vode.
4. 8-bitni MCU-ovi
8-bitni MCU-i idealni su za ECU-ove koji trebaju izvoditi male programske kodove. PIC i AVR MCU-ovi su robne marke Microchip Technology Inc., a vidjet ćete ih u raznim ECU-ovima automobila koji kontroliraju analogne senzore, digitalne senzore i kapacitivne funkcije dodira.
Danas moderni automobili dolaze s LED rasvjetnim sustavima za energetsku učinkovitost. Naći ćete jedan ili dva ECU-a koji kontroliraju ove LED nizove, a većina ovih ECU-a temelji se na 8-bitnim mikrokontrolerskim jedinicama.
8-bitni MCU-ovi troše malu energiju jer se sastoje od perifernih uređaja neovisnih o jezgri ili CIP-ova. Neke funkcije ECU-a možda neće uvijek zahtijevati stalnu upotrebu procesora. Ovdje CIP-ovi igraju vitalnu ulogu.
Ova mikroračunala također dolaze s inteligentnim analognim periferijama tako da ECU može kontrolirati analogne senzore putem analognog u digitalni prijevod signala.
Za funkcije u automobilu osjetljive na dodir, ovi čipovi također sadrže periferni kontroler dodira koji mu pomaže prepoznati i mjeriti kapacitivni dodir.
5. S32K automobilski MCU-ovi
S32K mikrokontroleri su iz NXP Semiconductors N.V., a dizajnirani su na RISC arhitekturi Arm Cortex-M serije. ECU bazirani na takvim MCU-ovima nude napredni softver, sigurnosne i sigurnosne značajke za pametne automobile.
Ovi MCU-ovi prolaze ASIL B/D certifikate i stoga su prikladni za različite automobilske ECU-e koji će kontrolirati karoseriju, električnu jedinicu i zonske kontrole.
Većina S32K MCU-ova također prolazi certifikate AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 i Grade 2, tako da proizvođači automobila mogu koristiti procesore u robusnom okruženju s izloženošću visokim temperaturama.
S32K MCU-ovi dolaze u varijabilnim procesnim jezgrama poput dvojezgrene, jednojezgrene i lockstep jezgre. Kapacitet flash memorije i broj pinova mijenjaju se prema procesorskoj jezgri.
Obično se ti mikrokontroleri kreću od 128 kB do 8 MB u flash memoriji za pohranu programa, dok nude dvije vrste konfiguracija pinova: 32 do 176 pinova i 48 do 289 pinova.
6. 32-bitni AURIX TriCore mikrokontroler
Infineon Technologies AG proizvodi ugrađeni sustav za ECU vozila koji se sastoji od mikrokontrolera, RISC procesorske jezgre i DSP-a u jednoj mikrokontrolerskoj jedinici. Ovi MCU-i su popularni kao 32-bitni AURIX TriCore mikrokontroleri.
Često ćete ih pronaći u ECU-ovima koji upravljaju motorom s unutarnjim izgaranjem, upravljačkim jedinicama mjenjača i električnim servo sustavima upravljanja.
Osim motora i mjenjača, 32-bitni AURIX TriCore MCU ECU-i idealni su za ADAS, kontrolu autonomne vožnje, upravljanje sigurnošću vožnje i automatizaciju usluga povezanih u automobilu.
Ovi CPU-i su dostupni u rasponu brzina obrade od 133 MHz do 300 MHz. MCU-ovi nude minimalnu flash memoriju od 0,5 MB do 16 MB.
U usporedbi s drugim gore spomenutim MCU-ovima, oni su snažniji zbog namjenskog SRAM-a. Što se tiče povezivanja podataka, mikroračunala su kompatibilna s CAN, LIN, FlexRay i SPI protokolima.
Mali ECU čipovi sa složenim funkcijama
Sada kada znate za nekoliko ECU mikrokontrolera, možda mislite da su ovi čipovi manje moćni od CPU-a kućnog računala. To je točno jer trebaju pokrenuti nekoliko unaprijed definiranih kodova, a u većini slučajeva ti kodovi nisu veći od jednog megabajta.
Međutim, uvijek ćete pronaći više od jednog ECU-a s različitim programskim kodovima za cijeli automobil. Ako ste automobilski entuzijast, saznanje više o ECU-u vašeg automobila pomoći će vam da vodite odgovarajuću brigu o vozilu i nahranite svoje moždane stanice.
YouTube je prepun izvrsnih i informativnih kanala o automobilizmu. Evo najboljih YouTube kanala za lude automobile.
Pročitajte dalje
- Objašnjena tehnologija
- CPU
- Obrada
Tamal je slobodni pisac u MakeUseOf-u. Nakon što je stekao značajno iskustvo u tehnologiji, financijama i poslovanju procesa na svom dosadašnjem poslu u IT konzultantskoj tvrtki, prije 3 godine prihvatio je pisanje kao stalno zanimanje. Iako ne piše o produktivnosti i najnovijim tehnološkim vijestima, voli igrati Splinter Cell i gledati Netflix/ Prime Video.
Pretplatite se na naše obavijesti
Pridružite se našem biltenu za tehničke savjete, recenzije, besplatne e-knjige i ekskluzivne ponude!
Kliknite ovdje za pretplatu
