《電子技術(shù)應(yīng)用》
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飛思卡爾汽車微控制器MPC5561提升智能安全控制性能

《電子技術(shù)應(yīng)用》2007年第3期
2008-01-11
作者:飛思卡爾半導(dǎo)體

近些年來,,人們?cè)诔浞窒硎芷囁鶐淼木薮蟊憷耐瑫r(shí),也開始為汽車引發(fā)的諸多問題感到憂慮,例如隨著汽車保有量的迅速攀升,道路日漸擁擠,事故屢見不鮮,。?

根據(jù)美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局2006年4月發(fā)布的報(bào)告,,駕駛員注意力不集中是大部分事故和近距離碰撞的主要因素。該報(bào)告表明,,80%的碰撞和65%的近距離碰撞都與駕駛員注意力不集中有關(guān),,可能與疲勞駕駛、使用手機(jī)以及其它分散注意力的因素有關(guān),。由此可見,,安全控制變得越來越重要。?

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智能安全" title="智能安全">智能安全的挑戰(zhàn)

針對(duì)道路安全問題,最常見的解決方式主要是加強(qiáng)安全教育,,增加警力,在限速道路安裝測(cè)速雷達(dá)等,。但這些很難從根本上解決安全隱患。真正有效地緩解交通事故的辦法是讓車輛“學(xué)會(huì)”預(yù)防事故,。目前,,一種新型的安全控制系統(tǒng)" title="控制系統(tǒng)">控制系統(tǒng)-高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)可以有效幫助駕駛員有效規(guī)避危險(xiǎn),及時(shí)避免碰撞,從而挽救生命。該系統(tǒng)是一個(gè)由傳感器和處理器組成的網(wǎng)絡(luò),,能夠幫助降低駕駛員注意力不集中帶來的危險(xiǎn),,增強(qiáng)駕駛員安全。作為系統(tǒng)重要的組成部分-自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)(ACC)起著至關(guān)重要的作用。它可以根據(jù)其它車輛的間隔距離和速度,,自動(dòng)調(diào)節(jié)行駛速度,,而無需駕駛員介入。?

從市場(chǎng)角度分析,,在提高汽車安全性,、舒適性和駕駛效率方面,電子控制系統(tǒng)無疑起著重要的作用,。未來相關(guān)的安全技術(shù)和市場(chǎng)也將得到極大的拓展,。據(jù)Strategy Analytics公司的市場(chǎng)研究報(bào)告指出,與駕駛信息相關(guān)的汽車電子市場(chǎng)約有7%的年復(fù)合成長(zhǎng)率" title="成長(zhǎng)率">成長(zhǎng)率,,與底盤系統(tǒng)相關(guān)的汽車電子市場(chǎng)則有8%的年復(fù)合成長(zhǎng)率,,而汽車安全系統(tǒng)" title="汽車安全系統(tǒng)">汽車安全系統(tǒng)是汽車電子領(lǐng)域增長(zhǎng)最強(qiáng)勁的需求之一,年復(fù)合成長(zhǎng)率高達(dá)14%,。另外從技術(shù)角度看,,由于駕駛員輔助系統(tǒng)涉及到大量信息的實(shí)時(shí)收集、計(jì)算和處理,,作為車輛控制系統(tǒng)關(guān)鍵元器件的MCU的性能起到了決定性的作用,。而隨著技術(shù)的不斷提升及汽車功能需求的復(fù)雜性增加,16位或32位 MCU為主的設(shè)計(jì)成本變得易于控制,,OEM廠商常常傾向于較高字節(jié)的MCU,,32位MCU日益成為設(shè)計(jì)的首選。?

為了應(yīng)對(duì)高級(jí)汽車安全功能的日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求和變化壓力,,全球各大汽車半導(dǎo)體廠商均投入巨資進(jìn)行研發(fā),。作為全球領(lǐng)先的MCU廠商-飛思卡爾" title="飛思卡爾">飛思卡爾半導(dǎo)體也于近日推出了一款基于傳感器的防撞系統(tǒng)優(yōu)化的高性能32位微控制器(MCU)-MPC5561,從而大幅提升車輛安全控制系統(tǒng)的性能,。(圖1:MPC5561產(chǎn)品)?

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智能安全控制挽救生命?

MPC5561基于Power Architecture?技術(shù),,非常適用于采用圖像傳感器和雷達(dá)技術(shù)的駕駛員輔助系統(tǒng),將高性能計(jì)算與信號(hào)處理功能很好地結(jié)合,,同時(shí)提供經(jīng)過驗(yàn)證的指令集架構(gòu)的可靠性和熟悉度,。MPC5561在一個(gè)汽車級(jí)片上系統(tǒng)(SoC)設(shè)備上集成了高性能處理功能、閃存和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口,,如高速圖像傳感器接口和FlexRay?網(wǎng)絡(luò)控制器,,是專為高級(jí)汽車安全系統(tǒng)量身定制的。MPC5561支持大量基于傳感器的汽車安全系統(tǒng),,如ACC,、盲點(diǎn)檢測(cè)、倒車警告,、乘客位置檢測(cè)和主動(dòng)照明系統(tǒng)。這些應(yīng)用和其它高級(jí)駕駛員輔助應(yīng)用通常都需要體積小巧的印制電路板(PCB),包含緊湊而強(qiáng)大的單芯片MCU,,具有很高的集成度,。?

MPC5561微處理器采用了飛思卡爾高能源效率的e200內(nèi)核。該內(nèi)核經(jīng)過增強(qiáng),,適用于高級(jí)汽車安全應(yīng)用,。此外,它還包括一個(gè)單指令多數(shù)據(jù)流(SIMD)引擎,,支持信號(hào)處理和浮點(diǎn)運(yùn)算密集的應(yīng)用,。憑借軟件和針腳兼容性,基于大獲成功的MPC5500汽車微處理器平臺(tái)和外圍設(shè)備而構(gòu)建的MPC5561,,使得開發(fā)商能夠重復(fù)使用傳統(tǒng)的軟硬件架構(gòu),,保護(hù)其在應(yīng)用編碼和開發(fā)工具上的投資。同時(shí),,飛思卡爾為MPC5561提供了一整套軟硬件工具,,幫助用戶加快和簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。飛思卡爾還通過提供編譯器,、調(diào)試器和模擬環(huán)境的獨(dú)立工具廠商,,為MPC55xx系列平臺(tái)和Power Architecture技術(shù)提供第三方開發(fā)支持。此外,,飛思卡爾還提供豐富的DSP庫(kù)來更好滿足設(shè)計(jì)的需求,。 (圖2:MPC5561結(jié)構(gòu)框圖)?

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MPC5561產(chǎn)品特性

  • 132MHz版本的增強(qiáng)型e200內(nèi)核,適合汽車安全應(yīng)用,;?
  • 單指令/多數(shù)據(jù)(SIMD)模塊,,用于DSP和浮點(diǎn)運(yùn)算;
  • 可變長(zhǎng)度編碼(VLE)功能,,將代碼減少30%,,以改進(jìn)代碼密度,降低存儲(chǔ)器需求,;?
  • 1MB的嵌入式閃存,,帶有糾錯(cuò)碼(ECC)和邊寫邊讀(RWW)功能;?
  • 帶有ECC的192KB靜態(tài)RAM(SRAM),;?
  • 32KB的統(tǒng)一緩存(帶有線鎖),,可以配置作為額外RAM;?
  • 通信接口:2個(gè) FlexCAN控制器(兼容TouCAN),、4個(gè) eSCI和2個(gè) DSPI,;?
  • 集成的雙信道FlexRay?控制器,用于車輛網(wǎng)絡(luò),;?
  • 高效數(shù)據(jù)流的CrossBar架構(gòu),;?
  • 32 信道的增強(qiáng)型直接內(nèi)存存取控制器;?
  • 模擬和CMOS圖像傳感器的高速接口;?
  • 5/3.3V 輸入/輸出(I/O),、5V模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),、3.3V/1.8V總線、1.5V內(nèi)核,;?
  • 324針腳的塑料球柵陣列(PBGA)封裝,。?

??? 綜上所述,隨著消費(fèi)者對(duì)主動(dòng)/被動(dòng)安全的要求提高,,安全已經(jīng)成為汽車設(shè)計(jì)的推動(dòng)力之一,。幫助開發(fā)智能、靈敏和自動(dòng)的自動(dòng)駕駛車輛安全系統(tǒng)正在成為國(guó)際汽車半導(dǎo)體廠商不斷追逐的目標(biāo),。其中,,飛思卡爾一直投入巨資進(jìn)行下一代技術(shù)和產(chǎn)品上的研發(fā),持續(xù)提供各種技術(shù)支持,,從傳感器和模擬集成電路,,到高級(jí)微控制器如MPC5561,使自動(dòng)駕駛車輛的高安全性成為可能,。

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