Vilken CPU kör en bil-ECU på?

De moderna bilarna kommer med flera ECU: er anslutna till CAN-bussen - bilens interna datornätverk. ECU: er styr nästan varje del av en bil, som en motor, bromsar, växellåda och krockkuddar, samtidigt som de automatiserar dessa delar och ökar effektiviteten.

ECU: er består av en eller flera mikrokontroller-CPU: er som är specialiserade chips som enkelt anpassar sig i en tuff driftsmiljö, hög temperatur och gravitationskraft.

1. SPC5 32-bitars MCU för bilar

STMicroelectronics producerar en serie 32-bitars mikrokontroller (MCU) för fordons-ECU-tillämpningar. Dessa chips kommer med inbyggt flashminne som sträcker sig från 128 KB till upp till 10 MB.

SPC5-familjen av ECU-chips erbjuder också olika bearbetningsmöjligheter, beroende på fordonstillämpningar, som allmänt bruk, säker och ansluten, och hög prestanda. Du hittar CPU-klockhastigheten så låg som 48MHz och upp till 200MHz.

Därför kan biltillverkaren, beroende på programmeringskodens längd eller nummer, välja olika chips för ECU: erna.

SPC5 MCU: er kommer med upp till tre bearbetningskärnor. Du hittar oftast dessa i ECU: er som styr motorn och chassit, plus avancerade förarassistanssystem (ADAS), förarsäkerhet och fönster och dörrar.

Chipet och dess minnesmodul tål upp till 165 °C temperatur och fungerar bra även vid -40 °C. Eftersom dessa är processorer av fordonskvalitet kan de också utstå kraftiga stötar.

Relaterad: Datordriftstemperaturer: Hur varmt är för varmt?

ECU: er gjorda av dessa mikrokontroller stöder ett brett utbud av dataanslutningsalternativ som Ethernet, Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, DSPI och CAN-FD.

2. MIPS32 och MIPS64 arkitektur

MIPS-mikrokontroller kommer med RISC-instruktionsuppsättningsarkitekturen. Du hittar dem mest i elektroniska enheter som avancerade nätverksmoduler, små mikrokontroller, spelkonsoler, kontorsautomationsprodukter och set-top-boxar.

MIPS Technologies tillverkar MIPS 32-bitars och MIPS 64-bitars MCU: er för fordons-ECU. Dessa processorer är kodeffektiva, kräver mindre ström och kommer till en låg kostnad. Vissa MIPS 64-bitars MCU: er är idealiska för avancerade biltillämpningar eftersom de senare behöver högre bearbetningskapacitet och grafikåtergivning.

Relaterad: Integrerad vs. Dedikerat grafikkort: Saker du behöver veta

Biltillverkare använder oftast MIPS 32-bitars mikrokontroller för att automatisera de elektroniska kontrollerna i bilen.

Till exempel, elektroniska dörrar, motorhuvar, vindrutetorkare, automatiska fönster etc., körs på MIPS32 arkitekturbaserade CPU: er. Vissa elektroniska chassi- och drivlinasystem inkluderar även MIPS 32-bitars MCU.

Tvärtom kräver avancerade system som infotainmentsystemet, ADAS och autonom körning hårdvaruacceleration och objektigenkänning.

Således behöver ECU: n mer processorkraft för att fatta rätt beslut i en höghastighetsmiljö. MIPS 64-bitars MCU: er är idealiska för sådana applikationer.

3. 16-bitars MCU: er för motorstyrningsenheter

Microchip Technology Inc. tillverkar även olika mikrokontroller och mikroprocessorer för bil-ECU-tillämpningar, och 16-bitars MCU: er är främst tillgängliga i de elektroniska styrenheterna för drivlinan.

De är kompatibla med CAN-FD, CAN, USB, LIN och SENT datakommunikationsprotokoll.

16-bitars MCU är i huvudsak en mikrodator med olika kringutrustning för motorstyrning, digital effektomvandling, precisionshastighet och vridmomentkontroll. Den består också av Digital Signal Controllers (DSC) för att hjälpa MCU: n med ytterligare motorstyrning.

Olika typer av bilar som elbilar, bilar med förbränningsmotorer eller hybridelektriska fordon använder flera ECU: er baserade på 16-bitars MCU: er och DSC: er.

Mikrokontrollern till dessa ECU: er kommer med AEC Q100 Grade 0-certifiering som indikerar att CPU: n och dess minnesmodul är mycket stabila inom temperaturområdet -40 °C till 150 °C.

Mikrodatorsystemet kan motstå svåra förhållanden som plötsliga stötar, höghastighetsrörlighet, olje- och fettavlagring.

16-bitars MCU kan köra algoritmer för att styra motorer, ställdon, turboladdare, EGR-ventiler och olje-/vattenpumpar.

4. 8-bitars MCU: er

8-bitars MCU: er är idealiska för ECU: er som behöver köra små programkoder. PIC och AVR MCUs är varumärken från Microchip Technology Inc., och du kommer att se dem i olika bil-ECU som styr analoga sensorer, digitala sensorer och kapacitiva touchfunktioner.

Nuförtiden kommer moderna bilar med LED-belysningssystem för energieffektivitet. Du hittar en eller två ECU: er som styr dessa LED-arrayer, och de flesta av dessa ECU: er är baserade på 8-bitars mikrokontrollerenheter.

8-bitars MCU: er förbrukar låg ström eftersom de består av kärnoberoende kringutrustning eller CIP: er. Vissa ECU-funktioner kräver kanske inte alltid konstant processoranvändning. Här spelar CIPs en viktig roll.

Dessa mikrodatorer kommer också med intelligent analog kringutrustning så att ECU: n kan styra analoga sensorer via en analog-till-digital signalöversättning.

För beröringskänsliga funktioner i bilen innehåller dessa chips även en perifer beröringskontroll som hjälper den att känna igen och mäta kapacitiv beröring.

5. S32K MCU för fordon

S32K-mikrokontroller är från NXP Semiconductors N.V., och dessa är designade på Arm Cortex-M-seriens RISC-arkitektur. ECU: erna baserade på sådana MCU: er erbjuder avancerad mjukvara, säkerhets- och säkerhetsfunktioner för smarta bilar.

Dessa MCU: er klarar ASIL B/D-certifieringarna och är därför lämpliga för olika bil-ECU: er som kommer att styra karossen, den elektriska enheten och zonkontrollerna.

De flesta av S32K MCU: erna klarar också certifieringarna AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 och Grade 2 så att biltillverkarna kan använda processorerna i en tuff miljö med hög temperaturexponering.

S32K MCU: er kommer i variabla bearbetningskärnor som dual-core, single-core och lockstep-core. Flashminnets kapacitet och antalet stift ändras beroende på bearbetningskärnan.

Vanligtvis sträcker sig dessa mikrokontroller från 128 kB till 8 MB i flashminne för programlagring, medan de erbjuder två typer av stiftkonfigurationer: 32 till 176 stift och 48 till 289 stift.

6. 32-bitars AURIX TriCore mikrokontroller

Infineon Technologies AG tillverkar ett inbyggt system för fordons-ECU som består av en mikrokontroller, en RISC-processorkärna och en DSP i en mikrokontrollerenhet. Dessa MCU: er är populära som 32-bitars AURIX TriCore-mikrokontroller.

Du hittar ofta dessa i ECU: er som styr förbränningsmotorn, transmissionsstyrenheter och elektriska servostyrningssystem.

Bortsett från motorn och transmissionen är 32-bitars AURIX TriCore MCU-baserade ECU: er idealiska för ADAS, autonom körkontroll, körsäkerhetshantering och automatisering av anslutna tjänster i bilen.

Dessa processorer är tillgängliga inom ett processorhastighetsområde på 133 MHz till 300 MHz. MCU: erna har ett flashminne på minst 0,5 MB till upp till 16 MB.

Jämfört med andra ovan nämnda MCU: er är dessa kraftfullare på grund av en dedikerad SRAM. När det gäller dataanslutning är mikrodatorerna kompatibla med CAN-, LIN-, FlexRay- och SPI-protokoll.

Små ECU-chips med komplexa funktioner

Nu när du känner till några ECU-mikrokontroller, kanske du tänker att dessa chips är mindre kraftfulla än en hemdator-CPU. Det är korrekt eftersom de behöver köra några fördefinierade koder, och i de flesta fall är dessa koder inte större än en megabyte.

Men du hittar alltid mer än en ECU med olika programkoder för hela bilen. Att veta mer om din bils ECU hjälper dig att ta hand om fordonet och ge näring till dina hjärnceller om du är en bilentusiast.

De 12 bästa YouTube-kanalerna för bilnötter

YouTube är fullmatat med utmärkta och informativa bilkanaler. Här är de bästa YouTube-kanalerna för bilnötter.

Läs Nästa

Om författaren