Na akom CPU beží ECU auta?

Moderné autá sa dodávajú s viacerými ECU pripojenými k zbernici CAN – internej počítačovej sieti automobilu. ECU riadi takmer každú časť auta, ako je motor, brzdy, prevodovka a airbagy, pričom tieto časti automatizuje a zvyšuje efektivitu.

ECU pozostáva z jedného alebo viacerých CPU mikrokontrolérov, ktoré sú špecializovanými čipmi, ktoré sa ľahko prispôsobujú drsnému prevádzkovému prostrediu, vysokej teplote a gravitácii.

1. SPC5 32-bitový automobilový MCU

STMicroelectronics vyrába sériu 32-bitových mikrokontrolérov (MCU) pre automobilové aplikácie ECU. Tieto čipy sa dodávajú so vstavanou pamäťou typu flash s veľkosťou od 128 KB do 10 MB.

Rodina čipov ECU SPC5 tiež ponúka rôzne možnosti spracovania v závislosti od automobilových aplikácií, ako sú univerzálne, bezpečné a pripojené a vysoký výkon. Zistíte, že frekvencia procesora je od 48 MHz do 200 MHz.

Preto v závislosti od dĺžky programovacieho kódu alebo čísel môže výrobca automobilu zvoliť rôzne čipy pre ECU.

MCU SPC5 sa dodávajú až s tromi procesorovými jadrami. Väčšinou ich nájdete v ECU, ktoré riadia motor a podvozok, plus pokročilé asistenčné systémy vodiča (ADAS), bezpečnosť vodiča a okná a dvere.

Čip a jeho pamäťový modul znesú teplotu až 165 °C a fungujú dobre aj pri -40 °C. Keďže ide o procesory automobilovej triedy, dokážu vydržať aj silné otrasy.

Súvisiace: Prevádzkové teploty PC: Ako horúce je príliš horúce?

ECU vyrobené z týchto mikrokontrolérov podporujú širokú škálu možností dátového pripojenia, ako je Ethernet, Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, DSPI a CAN-FD.

2. Architektúra MIPS32 a MIPS64

Mikrokontroléry MIPS sa dodávajú s architektúrou inštrukčnej sady RISC. Väčšinou ich nájdete v elektronických zariadeniach, ako sú pokročilé sieťové moduly, malé mikrokontroléry, herné konzoly, kancelárske automatizačné produkty a set-top boxy.

MIPS Technologies vyrába MIPS 32-bitové a MIPS 64-bitové MCU pre automobilové ECU. Tieto CPU sú kódovo efektívne, vyžadujú menej energie a majú nízku cenu. Niektoré 64-bitové MCU MIPS sú ideálne pre špičkové automobilové aplikácie, pretože tieto vyžadujú vyššie možnosti spracovania a vykresľovanie grafiky.

Súvisiace: Integrovaný vs. Vyhradená grafická karta: Čo potrebujete vedieť

Výrobcovia automobilov väčšinou používajú 32-bitové mikrokontroléry MIPS na automatizáciu elektronických ovládacích prvkov v aute.

Napríklad elektronické dvere, kapoty, stierače čelného skla, automatické okná atď. bežia na MIPS32 CPU založené na architektúre. Niektoré elektronické systémy podvozku a hnacieho ústrojenstva zahŕňajú aj 32-bitový MIPS MCU.

Naopak, pokročilé systémy ako informačno-zábavný systém, ADAS a autonómna jazda vyžadujú hardvérovú akceleráciu a rozpoznávanie objektov.

ECU teda potrebuje viac výpočtového výkonu, aby urobila správne rozhodnutie vo vysokorýchlostnom prostredí. Pre takéto aplikácie sú ideálne 64-bitové MCU MIPS.

3. 16-bitové MCU pre ECU motora

Microchip Technology Inc. vyrába tiež rôzne mikrokontroléry a mikroprocesory pre aplikácie ECU v automobiloch a 16-bitové MCU sú primárne dostupné v elektronických riadiacich jednotkách hnacieho ústrojenstva.

Sú kompatibilné s dátovými komunikačnými protokolmi CAN-FD, CAN, USB, LIN a SENT.

16-bitový MCU je v podstate mikropočítač s rôznymi perifériami na riadenie motora, digitálnu konverziu výkonu, presnú rýchlosť a riadenie krútiaceho momentu. Pozostáva tiež z digitálnych ovládačov signálu (DSC), ktoré pomáhajú MCU s dodatočným riadením motora.

Rôzne typy automobilov, ako sú elektrické autá, automobily so spaľovacím motorom alebo hybridné elektrické vozidlá, používajú niekoľko ECU založených na 16-bitových MCU a DSC.

Mikrokontrolér týchto ECU je dodávaný s certifikáciou AEC Q100 Grade 0, ktorá naznačuje, že CPU a jeho pamäťový modul sú vysoko stabilné v teplotnom rozsahu -40 °C až 150 °C.

Mikropočítačový systém dokáže vydržať drsné podmienky, ako sú náhle otrasy, vysokorýchlostná mobilita, usadzovanie oleja a tuku.

16-bitový MCU je schopný spúšťať algoritmy na ovládanie motorov, ovládačov, klapiek turbodúchadla, ventilov EGR a olejových/vodných čerpadiel.

4. 8-bitové MCU

8-bitové MCU sú ideálne pre ECU, ktoré potrebujú spúšťať malé programové kódy. PIC a AVR MCU sú značky Microchip Technology Inc. a uvidíte ich v rôznych ECU automobilov, ktoré ovládajú analógové senzory, digitálne senzory a kapacitné dotykové funkcie.

V súčasnosti sú moderné autá vybavené LED osvetľovacími systémami pre energetickú účinnosť. Nájdete tu jednu alebo dve ECU ovládajúce tieto LED polia a väčšina z týchto ECU je založená na 8-bitových mikrokontrolérových jednotkách.

8-bitové MCU spotrebujú málo energie, pretože pozostávajú z periférnych zariadení nezávislých od jadra alebo CIP. Niektoré funkcie ECU nemusia vždy vyžadovať neustále používanie procesora. Tu zohrávajú CIP zásadnú úlohu.

Tieto mikropočítače sa dodávajú aj s inteligentnými analógovými perifériami, takže ECU môže ovládať analógové senzory prostredníctvom prevodu analógovo-digitálneho signálu.

Pre funkcie v aute citlivé na dotyk obsahujú tieto čipy aj periférny dotykový ovládač, ktorý im pomáha rozpoznávať a merať kapacitný dotyk.

5. S32K Automotive MCU

Mikrokontroléry S32K sú od NXP Semiconductors N.V. a sú navrhnuté na architektúre RISC série Arm Cortex-M. ECU založené na takýchto MCU ponúkajú pokročilý softvér, bezpečnostné a bezpečnostné funkcie pre inteligentné autá.

Tieto MCU prešli certifikáciou ASIL B/D, a preto sú vhodné pre rôzne ECU automobilov, ktoré budú ovládať karosériu, elektrickú jednotku a zónové ovládače.

Väčšina MCU S32K tiež prešla certifikáciou AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 a Grade 2, takže výrobcovia automobilov môžu používať procesory v drsnom prostredí s vystavením vysokým teplotám.

MCU S32K sa dodávajú v jadrách s variabilným spracovaním, ako sú dvojjadrové, jednojadrové a blokované jadro. Kapacita flash pamäte a počet pinov sa mení podľa jadra spracovania.

Zvyčajne sa tieto mikrokontroléry pohybujú v rozsahu od 128 kB do 8 MB vo flash pamäti na ukladanie programov, pričom ponúkajú dva typy konfigurácií pinov: 32 až 176 pinov a 48 až 289 pinov.

6. 32-bitový mikrokontrolér AURIX TriCore

Infineon Technologies AG vyrába vstavaný systém pre ECU vozidla, ktorý pozostáva z mikrokontroléra, RISC procesorového jadra a DSP v jednej mikrokontrolérovej jednotke. Tieto MCU sú populárne ako 32-bitové mikrokontroléry AURIX TriCore.

Často ich nájdete v ECU, ktoré riadia spaľovací motor, riadiace jednotky prevodovky a systémy elektrického posilňovača riadenia.

Okrem motora a prevodovky sú 32-bitové riadiace jednotky AURIX TriCore na báze MCU ideálne pre ADAS, riadenie autonómnej jazdy, riadenie bezpečnosti jazdy a automatizáciu prepojených služieb v aute.

Tieto CPU sú dostupné v rozsahu rýchlosti spracovania od 133 MHz do 300 MHz. MCU ponúkajú minimálnu flash pamäť od 0,5 MB do 16 MB.

V porovnaní s inými vyššie uvedenými MCU sú tieto výkonnejšie vďaka vyhradenej pamäti SRAM. Z hľadiska dátovej konektivity sú mikropočítače kompatibilné s protokolmi CAN, LIN, FlexRay a SPI.

Malé čipy ECU s komplexnými funkciami

Teraz, keď viete o niekoľkých mikrokontroléroch ECU, možno si myslíte, že tieto čipy sú menej výkonné ako CPU domáceho počítača. To je správne, pretože potrebujú spustiť niekoľko preddefinovaných kódov a vo väčšine prípadov tieto kódy nemajú veľkosť väčšiu ako jeden megabajt.

Vždy však nájdete viac ako jednu ECU s rôznymi programovými kódmi pre celé auto. Ak ste automobilovým nadšencom, budete vedieť viac o ECU vášho auta a pomôže vám to správne sa o vozidlo starať a vyživovať vaše mozgové bunky.

12 najlepších kanálov YouTube pre Car Nuts

YouTube prekypuje vynikajúcimi a informatívnymi automobilovými kanálmi. Tu sú najlepšie kanály YouTube pre automobilové orechy.

Prečítajte si ďalej

O autorovi