儀表盤和車身控制設(shè)計應(yīng)用

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)，對它們進行性能和功能的改進將至關(guān)重要。

產(chǎn)品特性

面向更安全、更舒適且更環(huán)保的系統(tǒng)：富士通開發(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”：這款產(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。還具有內(nèi)置式單精度浮點運算單元(FPU)，能夠滿足圖像處理系統(tǒng)和那些需要浮點操作功能的系統(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)品仍然需要定點運算之類的運算方法，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算性能。

產(chǎn)品外觀圖

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)點數(shù)量的增加而不斷擴大。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行通信。

可以擴展電路板布局范圍的功能

1.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。

2.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：

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2展示了I/O再分配功能略圖。

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。

應(yīng)用實例

1.MB91770系列(面向儀表盤應(yīng)用)

雖然最近的汽車中存在著多種不同類型的儀表盤指示，但是那些處理視覺信息的儀表盤系統(tǒng)都需要將必要的駕駛信息在很短的時間內(nèi)準(zhǔn)確無誤地傳遞給駕駛員。MB91770系列實現(xiàn)了系統(tǒng)的實時處理，并且具有FR81S內(nèi)核的高處理性能；它內(nèi)置有外設(shè)功能，是采用STN法和LCD面板的儀表盤控制的最佳選擇。

它具有內(nèi)置式步進馬達(dá)控制器的6條通道，能夠控制速度計、轉(zhuǎn)速計等的指針。它還具有用于里程表指示的段式LCD控制器(32段×4com)和用于生成充當(dāng)轉(zhuǎn)向信號聲源的波形的發(fā)聲器。和傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，該發(fā)聲器的功能得到了大幅提高。盡管傳統(tǒng)發(fā)聲器只具有能夠在音量改變的情況下逐漸降低音量的淡出效應(yīng)功能，但是MB91770系列除了具有淡出效應(yīng)以外，還能夠按照規(guī)定的速度降低或提高音量。并且，可以利用16位分辨率實現(xiàn)音量微調(diào)，從而實現(xiàn)更平滑的音變。

MB91770系列的應(yīng)用實例如圖3所示。