Hvilken CPU kører en bil-ECU på?

De moderne biler kommer med flere ECU'er forbundet til CAN-bussen - bilens interne computernetværk. ECU'er styrer næsten alle dele af en bil, såsom en motor, bremser, transmission og airbags, mens de automatiserer disse dele og øger effektiviteten.

ECU'er består af en eller flere mikrocontroller-CPU'er, der er specialiserede chips, der let tilpasser sig i et robust driftsmiljø, høj temperatur og tyngdekraft.

1. SPC5 32-Bit Automotive MCU

STMicroelectronics producerer en serie af 32-bit mikrocontrollere (MCU'er) til automotive ECU applikationer. Disse chips kommer med indbygget flashhukommelse, der spænder fra 128 KB til op til 10 MB.

SPC5-familien af ​​ECU-chips tilbyder også forskellige behandlingsmuligheder, afhængigt af bilapplikationerne, såsom generelle formål, sikker og forbundet og høj ydeevne. Du finder CPU-clockhastighed så lav som 48MHz og op til 200MHz.

Derfor kan bilproducenten, afhængigt af programmeringskodens længde eller numre, vælge forskellige chips til ECU'erne.

SPC5 MCU'er kommer med op til tre behandlingskerner. Du vil for det meste finde disse i ECU'er, der styrer motoren og chassiset, plus avancerede førerassistentsystemer (ADAS), førersikkerhed og vinduer og døre.

Chippen og dens hukommelsesmodul kan modstå op til 165 °C temperatur og fungerer fint selv ved -40 °C. Da disse er automotive-grade CPU'er, kan de også tåle kraftige stød.

Relaterede: PC-driftstemperaturer: Hvor varmt er for varmt?

ECU'er lavet af disse mikrocontrollere understøtter en bred vifte af datatilslutningsmuligheder som Ethernet, Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, DSPI og CAN-FD.

2. MIPS32 og MIPS64 arkitektur

MIPS-mikrocontrollere leveres med RISC-instruktionssæt-arkitekturen. Du finder dem for det meste i elektroniske enheder som avancerede netværksmoduler, små mikrocontrollere, spillekonsoller, kontorautomatiseringsprodukter og set-top-bokse.

MIPS Technologies fremstiller MIPS 32-bit og MIPS 64-bit MCU'er til automotive ECU'er. Disse CPU'er er kodeeffektive, kræver mindre strøm og har en lav pris. Nogle MIPS 64-bit MCU'er er ideelle til avancerede bilapplikationer, fordi sidstnævnte har brug for højere behandlingsmuligheder og grafikgengivelse.

Relaterede: Integreret vs. Dedikeret grafikkort: Ting du behøver at vide

Bilproducenter bruger for det meste MIPS 32-bit mikrocontrollere til at automatisere de elektroniske kontroller i bilen.

For eksempel kører elektroniske døre, emhætter, vinduesviskere, automatiske ruder osv. på MIPS32 arkitektur-baserede CPU'er. Nogle elektroniske chassis- og drivaggregatsystemer inkluderer også MIPS 32-bit MCU.

Tværtimod kræver avancerede systemer som infotainmentsystemet, ADAS og autonom kørsel hardwareacceleration og objektgenkendelse.

ECU'en har således brug for mere processorkraft for at træffe den korrekte beslutning i et højhastighedsmiljø. MIPS 64-bit MCU'er er ideelle til sådanne applikationer.

3. 16-bit MCU'er til motor-ECU'er

Microchip Technology Inc. fremstiller også forskellige mikrocontrollere og mikroprocessorer til bil-ECU-applikationer, og 16-bit MCU'erne er primært tilgængelige i de elektroniske styreenheder til drivlinjen.

De er kompatible med CAN-FD, CAN, USB, LIN og SENT datakommunikationsprotokoller.

16-bit MCU er i det væsentlige en mikrocomputer med forskellige perifere enheder til motorstyring, digital effektkonvertering, præcisionshastighed og drejningsmomentkontrol. Den består også af Digital Signal Controllers (DSC'er) for at hjælpe MCU'en med yderligere motorstyring.

Forskellige typer biler som elbiler, biler med forbrændingsmotorer eller hybrid-elektriske køretøjer bruger flere ECU'er baseret på 16-bit MCU'er og DSC'er.

Mikrocontrolleren til disse ECU'er kommer med AEC Q100 Grade 0-certificering, der indikerer, at CPU'en og dens hukommelsesmodul er yderst stabile inden for temperaturområdet -40 °C til 150 °C.

Mikrocomputersystemet kan modstå barske forhold som pludselige stød, højhastighedsmobilitet, olie- og fedtaflejring.

16-bit MCU'en er i stand til at køre algoritmer til styring af motorer, aktuatorer, turboladeraffaldsventiler, EGR-ventiler og olie/vand-pumper.

4. 8-bit MCU'er

8-bit MCU'er er ideelle til ECU'er, der skal køre små programkoder. PIC og AVR MCU'er er mærker af Microchip Technology Inc., og du vil se dem i forskellige bil ECU'er, der styrer analoge sensorer, digitale sensorer og kapacitive berøringsfunktioner.

I dag kommer moderne biler med LED-lyssystemer til energieffektivitet. Du finder en eller to ECU'er, der styrer disse LED-arrays, og de fleste af disse ECU'er er baseret på 8-bit mikrocontrollerenheder.

8-bit MCU'erne bruger lavt strømforbrug, da de består af kerneuafhængige perifere enheder eller CIP'er. Nogle ECU-funktioner kræver muligvis ikke altid konstant processorbrug. Her spiller CIP'er en afgørende rolle.

Disse mikrocomputere kommer også med intelligente analoge perifere enheder, så ECU'en kan styre analoge sensorer via en analog-til-digital signaloversættelse.

Til berøringsfølsomme funktioner i bilen indeholder disse chips også en perifer berøringscontroller, der hjælper den med at genkende og måle kapacitiv berøring.

5. S32K Automotive MCU'er

S32K mikrocontrollere er fra NXP Semiconductors N.V., og disse er designet på Arm Cortex-M-seriens RISC-arkitektur. ECU'erne baseret på sådanne MCU'er tilbyder avanceret software, sikkerheds- og sikkerhedsfunktioner til smarte biler.

Disse MCU'er består ASIL B/D-certificeringerne og er derfor velegnede til forskellige bil-ECU'er, som vil styre kroppen, den elektriske enhed og zonestyringen.

De fleste af S32K MCU'erne består også AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 og Grade 2 certificeringer, så bilfabrikanterne kan bruge processorerne i et robust miljø med høje temperaturer.

S32K MCU'er kommer i variable behandlingskerner som dual-core, single-core og lockstep-core. Flash-hukommelseskapaciteten og antallet af stifter ændres i henhold til bearbejdningskernen.

Normalt spænder disse mikrocontrollere fra 128 kB til 8 MB i flashhukommelse til programlagring, hvorimod de tilbyder to typer pin-konfigurationer: 32 til 176 ben og 48 til 289 ben.

6. 32-bit AURIX TriCore mikrocontroller

Infineon Technologies AG fremstiller et indlejret system til køretøjets ECU'er, der består af en mikrocontroller, en RISC-processorkerne og en DSP i én mikrocontrollerenhed. Disse MCU'er er populære som 32-bit AURIX TriCore-mikrocontrollere.

Du vil ofte finde disse i ECU'er, der styrer forbrændingsmotoren, transmissionskontrolenheder og elektriske servostyringssystemer.

Bortset fra motoren og transmissionen er 32-bit AURIX TriCore MCU-baserede ECU'er ideelle til ADAS, autonom kørselskontrol, køresikkerhedsstyring og automatisering af forbundne tjenester i bilen.

Disse CPU'er er tilgængelige inden for et behandlingshastighedsområde på 133 MHz til 300 MHz. MCU'erne tilbyder en flashhukommelse på minimum 0,5 MB til op til 16 MB.

Sammenlignet med andre ovennævnte MCU'er er disse mere kraftfulde på grund af en dedikeret SRAM. Med hensyn til dataforbindelse er mikrocomputerne kompatible med CAN-, LIN-, FlexRay- og SPI-protokoller.

Små ECU-chips med komplekse funktioner

Nu hvor du kender til et par ECU-mikrocontrollere, tænker du måske, at disse chips er mindre kraftfulde end en hjemmecomputer-CPU. Det er korrekt, fordi de skal køre et par foruddefinerede koder, og i de fleste tilfælde er disse koder ikke mere end en megabyte store.

Du vil dog altid finde mere end én ECU med forskellige programkoder til hele bilen. At vide mere om din bils ECU vil hjælpe dig med at passe på køretøjet og give næring til dine hjerneceller, hvis du er en bilentusiast.

De 12 bedste YouTube-kanaler til bilnødder

YouTube er fyldt med fremragende og informative bilkanaler. Her er de bedste YouTube-kanaler til bilnødder.

Læs Næste

Om forfatteren