???????????????????????????????????????????? 多核技術
?? ?最終決定汽車“智能”的是MCU和MPU的基本性能,。PC和服務器的MPU的消耗功率隨著CPU的高速化而增加并達到極限，雖然向多核化發(fā)展的向量變了,，但這對于汽車用的高端MCU和MPU還是一樣的,。汽車用MCU的使用環(huán)境很嚴苛,，需要在高溫下工作。例如,，發(fā)動機ECU當初置于車廂內(nèi),，而現(xiàn)在被安裝到發(fā)動機艙中，要在溫度為125 ℃的環(huán)境下工作,。所以,，必須把它的發(fā)熱量控制到比PC等小得多。頻率自然是有上限的,，在壓低頻率的同時又使性能提高的方法就是多核技術,。瑞薩對控制器和處理器分別采用SH-2A和SH-4A兩個多核化方法來開發(fā)新產(chǎn)品。
?? ?另一個與PC的不同之處是在汽車用MCU和MPU中,，PC那樣的對稱多處理SMP（Symmetric Multi-Processing)還不能滿足全部的必要條件,。圖1是多核技術在汽車電子中的一般應用形式。發(fā)動機和變速箱控制,、剎車和轉(zhuǎn)向控制,、車輛協(xié)調(diào)、多媒體等各自所需的多核形式和處理方式與圖1所示的有所不同,。例如,，發(fā)動機和變速箱控制采取雙核方式時，要作為兩個互不干預的實時控制系統(tǒng)進行工作,，就應當采用不對稱多處理AMP(Asymmetric Multi-Processing),。任務的分配采取程序指定方式。另外,，趨向于by-wire方式的剎車和轉(zhuǎn)向控制要使二個內(nèi)核完全相同地工作,，以保證系統(tǒng)的冗余性。這就必需采取能夠?qū)Χ€內(nèi)核的工作狀況進行比較監(jiān)視的結構形式,。為此,，瑞薩在剎車和轉(zhuǎn)向控制用MCU的SH-2A內(nèi)增添了Lock-Step Dual功能。這種功能如圖2所示,，它在經(jīng)常對2個CPU的工作狀況進行比較的同時,，還雙工地對DMA控制器和外圍用總線橋的工作狀況進行比較監(jiān)視。

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?????????????????????????????????????? 發(fā)動機和變速箱控制
??? 汽車的尾氣排放是造成空氣污染和地球變暖等的原因之一,。因此,，汽車產(chǎn)業(yè)一直在為盡量減少并凈化所排放的尾氣而努力。減少尾氣排放的最主要方法是使燃料高效地轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動力,，傳送給車輪。用更少的燃料得到更大的旋轉(zhuǎn)動力,，就可以節(jié)省燃料費用,。為了實現(xiàn)這一目標,，必須要有精度高的動力系。動力系由發(fā)動機,、離合器,、變速箱、差動齒輪和驅(qū)動軸等構成,，發(fā)動機和變速箱用ECU進行電子式的控制,。為了進行復雜的控制需要高速執(zhí)行大規(guī)模的控制算法，ECU必需能夠高速工作,，并且內(nèi)置大容量快速擦寫存儲器的微型計算機,。而且，近來要求ECU在用于發(fā)動機控制時,，要安裝到高溫的發(fā)動機艙內(nèi),；而在用于變速箱控制時，要安裝到高溫的潤滑油中,。都必須能夠在125℃條件下穩(wěn)定工作,。
??? 瑞薩以前供應的內(nèi)置有SH-2E的SH705x系列已被許多汽車制造商使用。
?? ?現(xiàn)在則供應內(nèi)置有SH-2A(是比SH-2E更高檔次的內(nèi)核)的SH725xx系列,，正被許多汽車電子制造商用于新產(chǎn)品開發(fā),，從今年到明年就會開始應用于實際運行的汽車上。現(xiàn)在檔次最高的是SH72544R型產(chǎn)品,，它的工作頻率為200 MHｚ,，內(nèi)置有2.5 MB的Flash存儲器、具備128 KB數(shù)據(jù)保存用EEPROM功能的Flash存儲器,、128 KB SRAM,、用于實現(xiàn)發(fā)動機控制的高性能定時器ATU-III、3通道CAN,，可應用于未來的發(fā)動機和變速箱的電子控制,。Flash MCU首次采用90 nm工藝，提高了工作頻率,，并且擴大了內(nèi)置Flash存儲器的容量,。
??? 今后，動力系電子控制的復雜性將提高得越來越快,。為了適應這一趨勢,，可以采用安裝有2個SH-2A的多核SH-2A-Dual 來實現(xiàn)高性能化。

????????????????????????????????????????? 圖形儀表板
?? ?汽車的儀表板上安裝有各種儀表和顯示器,，還有對駕駛員起警示作用的警示燈和報警蜂鳴器,。以前是使用機械式的速度計、燃料存量表和里程表,，而現(xiàn)在的儀表板大都是用步進馬達和LCD構成,。最近,，更有中、高檔車裝上了在大型LCD上顯示汽車診斷信息,、安全信息等內(nèi)容的儀表板,。
??? 現(xiàn)在人們關注的是能夠顯示更多信息的圖形儀表板。圖形儀表板可以分為兩類,，一類是在原有采用步進馬達驅(qū)動的儀表上增加TFT-LCD圖形顯示的儀表板,，另一類是不使用儀表那樣的可動零部件，而所有內(nèi)容都用大型TFT-LCD圖形儀表板顯示,。
?? ?同時使用儀表和TFT-LCD的圖形儀表板應選擇價格不太高的中型QVGA或WQVGA尺寸的TFT-LCD,。TFT-LCD上顯示駕駛員容易看清的汽車診斷信息、安全信息的同時,，又可以利用軟件切換顯示汽車倒退時拍攝到的后方圖像,，還可以用箭頭表示目的地的方向，提供簡易型導航功能,，所以它可以提高駕駛員的辨別能力,，明顯改善安全性。在歐洲,，各汽車制造商已經(jīng)做了計劃,，不僅僅限于高檔車，中檔車也要使用這種儀表板,。制造這種儀表板必需采用高速處理技術,，要使用速度為100 MHz以上的32位微型機。瑞薩為該應用提供了32位微型機SH7262和SH7264,，現(xiàn)在正在供應樣品,，并且將于今年5月開始生產(chǎn)。由于內(nèi)置有144 MHｚ 32位SH-2A CPU,、圖形與視頻顯示用的視頻顯示控制器和視頻輸入端口,、能夠雙面保持WVGA（480×240像素）TFT-LCD用幀緩沖器的1 MB SRAM等，因此可以大大減少外接元器件,。SH7262雖然沒有內(nèi)置控制步進電機的PWM定時器,，但與驅(qū)動步進電機的廉價儀表板用MCU組合，就可以構成多種功能各異的儀表板,。SH7264內(nèi)置有4個控制步進電機的PWM定時器,，所以用一個就能構成完整的儀表板。
?? ?使用SH7264的圖形儀表板的一個構想如圖3所示,，可以看到它的外接元器件很少,。還有使用SH7264的儀表板演示系統(tǒng)，為了便于用戶進行開發(fā)，提供儀表板演示軟件,、圖像資料庫,，將位映像數(shù)據(jù)變換為RGB輸出的轉(zhuǎn)換器等的軟件。

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????完整的圖形儀表板的TFT-LCD和控制電路價格高昂,，估計還要過一些時候才會有更多的汽車安裝使用它。

??????????????????????????????????????? 網(wǎng)間連接器
??? 現(xiàn)在的汽車有車身控制,、安全（氣囊）,、動力系、多媒體子系統(tǒng)及多個用于故障診斷的網(wǎng)絡在工作,，目前這些子系統(tǒng)主要使用CAN連接,。而且，今后隨著通信量的不斷增加,，要采取既能提高CAN的波特率又可以增加通道數(shù)的辦法,。
?? ?因此，向更高速的10 Mb/s FlexRay演進是汽車網(wǎng)絡未來的主要發(fā)展方向,。但是,，汽車網(wǎng)絡要有極高的可靠性，必需進行各種各樣的技術評價,。就目前來說,，實際應用到汽車中的還非常有限。所以,，在FlexRay普及之前,，CAN將唱主角，現(xiàn)在的問題是如何增加它的通道數(shù)以適應需要,。實際上,，高檔車所使用的CAN，通道數(shù)約5條,。另一方面,，如果從拓撲學的觀點來看CAN，主要瓶頸就在于各通路交叉點的網(wǎng)間連接器的處理能力,。
??? 為了適應這一狀況,，瑞薩提供R32C/145組作為CAN的網(wǎng)間連接器用MCU。如圖4所示,，R32C/145使接收部分硬件化,，進行6通道CAN的路由選擇。1～2通道CAN通常用軟件來處理網(wǎng)間連接器,，但是,，一旦通信量增加，就不能用軟件處理而必需要用硬件。利用硬件化的方法能夠在20 μs之內(nèi)實現(xiàn)消息中繼,，與此同時就可使軟件負擔減少70 %以上,。R32C/145也符合汽車用標準軟件開發(fā)聯(lián)盟AUTOSAR規(guī)定的網(wǎng)間連接器的軟件規(guī)格。

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????今后,，瑞薩還打算開發(fā)能與FlexRay和MOST等兼容的網(wǎng)間連接器用的MCU,。

????????????????????????????????????????? 數(shù)字式汽車音響
??? 多核SH-2A-Dual正被逐步推廣應用于高端數(shù)字汽車音響。SH7265安裝有2個工作頻率為200 MHz的SH-2A,，具備480MIPS×2的處理能力,。如圖5所示，其中的一個CPU用來處理硬盤,，與此同時另一個CPU用來處理媒體系統(tǒng),，就是所設想的不對稱并行處理(AMP)。SH7265除了安裝USB2.0(高速)主機外,，還內(nèi)置有能適應各種格式的聲音軟資料庫和AAC編碼器,。編碼器因為其所使用的規(guī)格種類和內(nèi)容包含有變化的部分，所以用軟件來完成,；從工作效率的角度考慮,，編碼器還是用硬件構成才是上策。

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