中國汽車業(yè)已成為全球第一市場,標志著中國汽車產(chǎn)業(yè)進入了白熱化競爭時代,,因此,,人們對汽車的操控性,安全性,,易用性,舒適性,,以及智能化要求也越來越高,,更大的空間需求和更多的零部件因而產(chǎn)生了沖突,這就要求汽車零部件,,特別是汽車電子往功能集中化,、控制智能化、信息網(wǎng)絡化方向發(fā)展,,同時確保產(chǎn)品高性能低成本以應對競爭激烈的市場,。在眾多的汽車電器中,首先聚焦的就是車身控制模塊(BCM),。作為車身電器的大總管和中樞神經(jīng),,BCM的功能越來越強大,集成度也越來越高,,這就要求有更專業(yè)半導體器件作為支撐,。
作為汽車半導體行業(yè)的領導者,F(xiàn)reescale一直致力于中國市場的開發(fā)和服務,,推動汽車零部件產(chǎn)業(yè)的國產(chǎn)化進程,,協(xié)助各廠商實現(xiàn)高性價比,更安全,,更先進的產(chǎn)品,。
本文對Freescale的車身控制模塊方案進行介紹,本方案主要由MC9S08DZ128,,MC33880,,MC33742,MC33596構成,,主要包括:車燈控制,、車鎖控制、后備箱控制,、玻璃升降器控制,、油箱蓋控制,,無鑰匙進入系統(tǒng)以及CAN總線通信技術的實現(xiàn)。
BCM功能概述
隨著人們對汽車功能的需求越來越多,,車身電子也越來越多,,越來越復雜,通常來說車身控制模塊包含的功能有:車燈控制,、車門控制,、車窗控制、開關及模擬信號采集,,CAN總線通信等,,本文所提供的Freescale車身控制模塊為客戶提供低成本,高性能的解決方案,,主要包括以下功能:
CAN通訊
表一,、Freescale車身控制模塊功能概覽
二、FreescaleBCM原理框圖
三,、FreescaleBCM信號列表
四,、控制說明
本方案是典型的輸入輸出系統(tǒng),主要通過CAN總線信號,,模擬信號和各種中斷信號進行信號采集,通過BCM的數(shù)據(jù)處理和轉換,,進行對相關車身電器設備的控制,,包括:燈光、馬達,、繼電器等進行控制,,并將部分傳感器采集的信號進行處理,通過CAN總線發(fā)布給個相關專業(yè)電器設備,。
五,、CAN總線示意圖
六、芯片功能特性描述
6.1,、MC9S08DZ128
•40-MHzHCS08中央處理器(20-MHz總線)
•HC08指令集并補充BGND指令
•支持最多32種中斷/復位源
•支持128kFlash2kEEPROM8kRAM
•兩種低功耗的停止模式
•減少功耗的等待模式
•在運行,、等待和停止模式中非常低功耗的實時中斷
•多功能時鐘發(fā)生器,支持PLL和FLL模式
•看門狗復位
•帶復位和中斷的低壓檢測電路;可選擇的電壓閥值
•支持非法指令代碼復位
•支持非法操作地址復位
•支持Flash塊保護
•支持時鐘信號丟失保護
•單線背景調(diào)試接口
•片上及在線仿真(ICE),,帶總線實時捕獲功能
•24通道ADC
•兩個模擬比較器ACMPx
•MSCAN—CAN協(xié)議–V2.0A和B,;
•兩個SCI
•SPI
•IIC—支持最高100kbps的總線波特率;
•TPMx—一個6通道(TPM1)和一個2通道(TPM2),;
•RTC
I•87個通用輸入/輸出(I/O)管腳和1個專用輸入管腳
•32個中斷管腳,,每個管腳帶觸發(fā)極性選擇
•所有輸入管腳上帶電壓滯后和可配置的上下拉器件
•所有輸入管腳上可配置輸出斜率和驅動強度
6.2、MC33880
MC33880帶SPI可配置的8路輸出開關
MC33880是由8位串行輸入控制的8路硬件可配置高端或低端開關,,其中的2路輸出可直接有微控制器控制用于脈寬調(diào)制(PWM),,MC33880可由微控制器直接控制各種各樣的感性或燈類負載,,其創(chuàng)新的監(jiān)測和保護特性包括:超低等待電流,“層疊式”故障報告,,為低端配置用的內(nèi)部40V輸出鉗位,,為高端配置用的內(nèi)部20V輸出鉗位,輸出特性診斷及每路輸出獨立的關斷功能,。
8個獨立的高端或低端輸出開關
兩個輸出可以用作PWM控制
邏輯輸入兼容于TTL/CMOS電平
SPI操作,,可以達到40MHz頻率
睡眠省電模式
上電復位
每個開關都有相應的SPI輸出診斷位
6.3、MC33742
MC33742系統(tǒng)基礎芯片(SBC)是一個單芯片解決方案,,它在一個封裝中集成了常用的汽車系統(tǒng)塊,,以減少主板空間。SBC含有2個電壓調(diào)節(jié)器VDD和V2,、一個CAN收發(fā)器,、看門狗和低功耗管理模塊。+5VVDD電壓調(diào)節(jié)器得到完全保護,,并能夠提供高達200mA的電流,。+5VV2跟蹤調(diào)節(jié)器使用外部PNP晶體管,因而電流輸出由晶體管參數(shù)決定,。
高速CAN收發(fā)器能夠以高達1MBd的波特率發(fā)射數(shù)據(jù),。CAN模塊得到完全保護,在收到CAN消息時,,喚醒SBC離開停止和休眠模式,。內(nèi)部看門狗可以配置為窗口或超時操作。溢出時間可以分4步選擇,,從10ms至350ms不等,。當在專用調(diào)試模式中運行器件時,可禁用看門狗,。
MC33742可配置為正常,、待機、停止和休眠模式,。具有4個喚醒輸入的內(nèi)部切換高邊輸出給了設計人員從外部事件喚醒系統(tǒng)的機會,,如通過鍵盤喚醒。8個控制和狀態(tài)寄存器決定了SBC行為,。所有寄存器都由SPI總線進行配置,。
·1.0Mbps高速CAN接口,支持總線診斷功能(診斷CANH和CANL對地短路,,對VDD短路,,對VSUP短路)
·低壓降5.0V,200mAVDD調(diào)節(jié)器,支持電流極限,、超溫預警和輸出監(jiān)測
·可通過外部晶體管進行5.0V調(diào)節(jié)
·正常,,待機,停止和睡眠模式,,
·150mA高端的外部電路控制開關輸出
·4個外部喚醒輸入
·軟件可編程看門狗
6.4,、MC33596
MC33596可以用于遠程無匙進入、車庫大門控制,、射頻ID(RFID)產(chǎn)品,、告警監(jiān)控、無線告警與安全系統(tǒng),、家庭自動化和自動讀表等,。環(huán)境切換功能的增加使MC33596設備非常適合用于遠程無匙進入(RKE)、輪胎氣壓監(jiān)控系統(tǒng)(TPMS)和車身的被動進入接收器(passiveentryreceiver),。
MC33596發(fā)送器的功能:
·頻率:304MHz,、315MHz、426MHz,、434MHz,、868MHz和915MHzISM頻段
·調(diào)制:OOK和FSK(軟件可以選擇)
·高達108dBm的接收靈敏度
·RF收發(fā)信機可在-19到7dBm的范圍內(nèi)分四個步階編程
·配置切換
·射頻發(fā)射機數(shù)據(jù)速率:高達20kbps
·數(shù)字和模擬接收信號強度指示器(RSSI)
·自動喚醒功能(選通震蕩器)
·帶可編程單詞識別功能的嵌入式數(shù)據(jù)處理器
·圖象取消混頻器
·380kHz的IF過濾器帶寬
·快速喚醒時間
·接收(Rx)模式下為9.2mA
·數(shù)據(jù)速率:高達20kbps
MC33596接收器的功能:
·頻率:304MHz、315MHz,、426MHz,、434MHz、868MHz和915MHzISM頻帶
·接收靈敏度:高達-108dBm
·配置切換
·數(shù)字和模擬接收信號強度指示器(RSSI)
·自動喚醒功能(選通震蕩器)
·帶可編程單詞識別功能的嵌入式數(shù)據(jù)處理器
·圖象取消混頻器
·380kHz的IF過濾器帶寬
·快速喚醒時間
·接收(Rx)模式下為9.2mA