基于Fujitsu內(nèi)置FR81S內(nèi)核的高性能32位微控制器方案設(shè)計
近年來,在汽車性能方面,除了要求對諸如駕駛、轉(zhuǎn)向和停車等駕駛功能加以改進(jìn)外,還要求對安全性、舒適性和環(huán)保性等相關(guān)性能加以提高。雖然內(nèi)置式微控制器最近為眾多汽車系統(tǒng)所用,但是為了將來能夠?qū)崿F(xiàn)更安全、更舒適和更環(huán)保的系統(tǒng),對它們進(jìn)行性能和功能的改進(jìn)將至關(guān)重要。
簡介/產(chǎn)品特性
■ 面向更安全、更舒適且更環(huán)保的系統(tǒng)
我們開發(fā)了內(nèi)置“FR81S”專用32位高性能 CPU 內(nèi)核的 MB91770 系列和 MB91725 系列新型微控制器,能夠控制新一代汽車系統(tǒng)。儀表盤控制是 MB91770 系列的主要應(yīng)用領(lǐng)域,而車身控制(空調(diào)、BCM等)則是 MB91725 系列的主要應(yīng)用領(lǐng)域。
■ 新型內(nèi)置式高性能32位 CPU 內(nèi)核“FR81S”
本產(chǎn)品采用 FR81S 內(nèi)核,提供了比傳統(tǒng)32位“FR60”CPU 內(nèi)核高30%或以上的處理性能。FR81S 的工作性能為 1.3MIPS/MHz,作為面向汽車應(yīng)用的微控制器,它提供了極高的處理性能。它還具有內(nèi)置式單精度浮點(diǎn)運(yùn)算單元(FPU),能夠滿足圖像處理系統(tǒng)和那些需要浮點(diǎn)操作功能的系統(tǒng)(如制動器控制)的要求。雖然時至今日不帶 FPU 的傳統(tǒng)產(chǎn)品仍然需要定點(diǎn)運(yùn)算之類的運(yùn)算方法,但是本產(chǎn)品具有硬件支持,因此能夠簡化軟件程序并提升運(yùn)算性能。
照片1:外觀圖
■ 帶有64個內(nèi)置式消息緩沖器的 CAN 控制器
最近,在汽車的 CAN 網(wǎng)絡(luò)中存在著大量內(nèi)置式 ECU;它們的規(guī)模隨著節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加而不斷擴(kuò)大。雖然傳統(tǒng)32位 CAN 微控制器主要具有32個內(nèi)置式消息緩沖器,但是這款產(chǎn)品具有64個內(nèi)置式消息緩沖器,從而能夠支持帶有大量節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)。并且,它還支持 ver.2.0A/B 充當(dāng) CAN 協(xié)議和高達(dá) 1Mb/s 的比特率。
■ 能夠通過可切換串行接口和 LIN-UART 連接多種外設(shè)功能
本產(chǎn)品將內(nèi)置式多功能串行接口用作串行通信接口(MB91770 系列內(nèi)的2條通道和 MB91725 系列內(nèi)的4條通道)。該多功能串行接口可以通過軟件切換為各條通道選擇 UART、時鐘同步串行、LIN-UART 和 I2C。這樣就可以靈活支持外部器件的通信規(guī)范和提高系統(tǒng)設(shè)計的自由度。除了該多功能串行接口以外,本產(chǎn)品還具有 LIN-UART 的6條通道,從而能夠與更多控制單元進(jìn)行通信。
■ 可以擴(kuò)展電路板布局范圍的功能
● 外部總線接口終端專用的電源
本產(chǎn)品為外部總線接口終端配備了獨(dú)立電源。因此,無需在 ECU 板上安裝電平轉(zhuǎn)換器(先前連接那些在采用單個電源的傳統(tǒng)產(chǎn)品內(nèi)、具有不同工作電壓的外部器件時,必須具有電平轉(zhuǎn)換器)。并且,該外部總線接口終端的電源電壓范圍為 3.0V 至 5.5V,因此它可以靈活地連接單元存儲器、圖像用 ASIC 等。
● I/O 再分配功能
微控制器的外設(shè)單元的分配和接線方式在很大程度上取決于微控制器的引腳分配。為了減少引腳分配給電路板布局帶來的物理約束,本產(chǎn)品提供了內(nèi)置式 I/O 再分配功能,可以通過軟件設(shè)置來改變 I/O 端口分配。由于 I/O 再分配功能允許我們從分配的終端中選擇需要用到的外設(shè)終端,所以可以大幅提高電路板布局的自由度。
從外設(shè)和分支數(shù)量(可以再分配的終端數(shù)量)如下所示。
圖2展示了 I/O 再分配功能略圖。
[從外設(shè)和分支數(shù)量]
● PPG:11通道 × 3分支
● 輸入采集:6通道 × 3分支
● LIN-UART:4通道 × 2分支
● 重加載定時器:4通道 × 3分支
圖1:MB91770 系列/MB91725 系列在汽車中的應(yīng)用視圖
圖2:I/O 再分配功能示意圖
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