飛思卡爾汽車車身電子控制低成本方案
本文介紹飛思卡爾半導(dǎo)體新近推出的專門為成本敏感的汽車車身電子應(yīng)用而優(yōu)化的16位MCU系列MC9S12XS(S12XS),其優(yōu)異的兼容性和開發(fā)方面的靈活性非常適合剛剛起步的中國汽車工業(yè)市場。
本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/196233.htm1 廣泛兼容性面向更多應(yīng)用
汽車電子客戶一直在尋找能在降低開發(fā)成本并縮短開發(fā)時間的同時,保持軟硬件在相應(yīng)應(yīng)用和平臺中重復(fù)使用的方法。S12XS系列的推出為客戶提供了一整套可兼容的低成本16位產(chǎn)品,使客戶能夠更加靈活地進(jìn)行車身電子設(shè)計。
飛思卡爾的S12 系列MCU是汽車市場中應(yīng)用最廣泛的16位體系結(jié)構(gòu)。基于S12的器件年出貨量已超過1億顆??蓴U(kuò)展的S12系列為開發(fā)人員提供多種選擇,其片上閃存容量可從32KB擴(kuò)展到1MB,并能輕松轉(zhuǎn)移到更高性能的S12X器件。
S12X系列16位微控制器進(jìn)一步提升了HCS12系列的功能,是車身控制和網(wǎng)關(guān)應(yīng)用的理想選擇。S12X系列保留了HCS12的16位效率,建立了一條高效的遷移路徑,有助于節(jié)省用戶的投資。S12XS系列是專門為各種成本敏感的汽車車身電子應(yīng)用開發(fā)的16位MCU,可以滿足客戶對設(shè)計靈活性和平臺兼容性的需求。該系列器件包括6種型號,閃存從64KB至256KB,封裝從48引腳到112引腳不等??蛻艨梢造`活選擇不同容量的存儲器、封裝和價位,以滿足其具體應(yīng)用的需求。
作為S12X系列的擴(kuò)展產(chǎn)品,S12XS系列對不久前推出的高性能S12XE系列產(chǎn)品進(jìn)行了進(jìn)一步的經(jīng)濟(jì)性和兼容性擴(kuò)展,拓寬了整個S12X產(chǎn)品系列,可以為客戶提供更低成本和更小封裝的產(chǎn)品。S12XS和S12XE系列都配有補(bǔ)充存儲器、外設(shè)和多種封裝。如果在開發(fā)期內(nèi)應(yīng)用需求發(fā)生了變化,S12XS 系列的靈活性可以幫助設(shè)計人員根據(jù)市場變化迅速做出反應(yīng)并降低遷移成本。事實上,全部S12和S12X系列產(chǎn)品都具有在整個汽車電子平臺上的可擴(kuò)展性,其軟硬件都可以重復(fù)使用和相互兼容。
在應(yīng)用開發(fā)過程中,客戶可以利用S12XE系列作S12XS系列的開發(fā)平臺。設(shè)計人員在開發(fā)針對S12XS系列產(chǎn)品的應(yīng)用時,可使用S12XE系列產(chǎn)品作為仿真工具以保持兼容性。這有利于減少限制條件,為MC9S12XE系列器件編寫的代碼能夠不經(jīng)修改地運行于MC9S12XS系列器件上。
2 高性價比的廣泛選擇
S12X系列的性能達(dá)到了HCS12微控制器的五倍,采用了增強(qiáng)內(nèi)核和增強(qiáng)外設(shè),既提高了總線速度(最高可達(dá)40MHz,而HCS12只能達(dá)到 25MHz),又具備了完整的CAN功能,并改進(jìn)了中斷處理能力。S12X增加了一個并行處理的XGATE模塊。該模塊是一個智能的、可編程的直接內(nèi)存存取(DMA)模塊,可以進(jìn)行中斷處理、通信和數(shù)據(jù)預(yù)處理,并為其他任務(wù)釋放一部分CPU空間,從而提高性能。
S12XS系列是對高性能的S12XE MCU系列經(jīng)濟(jì)有效的補(bǔ)充,與S12XE系列相比,S12XS在以下幾個方面進(jìn)行了精簡。在外設(shè)方面,減少了外設(shè)裝置。在內(nèi)存映射方面,S12XS系列器件沒有仿真EEPROM(EEE),RAM、數(shù)據(jù)閃存比同類S12XE系列器件更小;這些模塊的映射是向上兼容的。在閃存方面,S12XS系列的閃存為 64KB~256KB;而S12XE系列的閃存則為128KB~1MB。
S12XS系列的主要功能包括:
(1) 32MHz核心和總線速度;
(2) 64KB、128KB和256KB閃存選項,均具備糾錯碼(ECC);
(3) 帶有ECC的4KB~8KB數(shù)據(jù)閃存,可用于數(shù)據(jù)和程序存儲;
(4)選擇可配置的8、10或12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),轉(zhuǎn)換時間達(dá)3毫秒;
(5) 支持控制局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)、局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)和串行外設(shè)接口(SPI)協(xié)議;
(6) 帶有16位計數(shù)器的8信道計時器;
(7) 卓越的EMC/運行和停止電流性能;
(8)小管腳的多種封裝規(guī)格:
D48QFN,7mm×7mm×1mm,0.5mm間距;
D64QFP,10mm×10mm×1.4 mm,0.5mm間距;
D80QFP,14mmx14mm×2.2mm,0.65mm間距;
D112LQFP,20mm×20mm×1.4mm,0.65mm間距;
(9) 使用S12X系列提供的大量支持工具。
3 快速開發(fā)智能而高效的應(yīng)用
車身電子系統(tǒng)主要包括:防抱死滑剎車、車身穩(wěn)定控制、安全氣囊、防撞報警、防盜、后視鏡記憶、空調(diào)、中控鎖、座椅位置調(diào)節(jié)、車門控制等。這些應(yīng)用系統(tǒng)通常以低數(shù)據(jù)率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,同時需要大電流驅(qū)動模塊驅(qū)動馬達(dá)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。隨著汽車車身控制應(yīng)用復(fù)雜性的不斷提高,對16位微控制器(MCU)的性能要求也越來越高。
利用S12XS系列MCU可以開發(fā)各種先進(jìn)的應(yīng)用功能,例如,具有智能巡航控制功能的防撞系統(tǒng),當(dāng)汽車在行駛過程中與其他車輛距離過近或偏離到另一車道時,系統(tǒng)會自動報警;如果兩車即將發(fā)生相撞,系統(tǒng)會自動剎車。還可以開發(fā)在即將發(fā)生撞車事故時自動剎車、關(guān)上車窗、拉下遮陽板、拉緊安全帶、將座位調(diào)整到最安全位置的應(yīng)用。上述車身電子系統(tǒng)都可以利用S12XS系列以更低的成本和兼容的開發(fā)平臺實現(xiàn),以滿足未來增加汽車功能和安全性的需求。
S12XS系列帶有一套專為汽車車身和乘客舒適度應(yīng)用而優(yōu)化的改進(jìn)型片上外設(shè)、存儲器和封裝選項,可應(yīng)用于座位控制器、暖通空調(diào)(HVAC)控制模塊、方向盤控制器和遮陽板。采用QFN封裝(7mm×7mm)的小型器件非常適用于空間有限的應(yīng)用,如小型執(zhí)行器、傳感器模塊和柱式集成模塊等。
4 先進(jìn)的開發(fā)工具和演示板
飛思卡爾于2007年第1季度提供S12XS系列器件的樣品。開發(fā)軟件、評估板和相關(guān)文檔現(xiàn)已開始提供。S12XS可以使用經(jīng)濟(jì)有效的USB HCS08/HCS12 BDM Multilink(USBMultilinkBDM)在線仿真器、調(diào)試器和燒寫器進(jìn)行開發(fā)。該工具的功能包括:利用HCS08或 HCS12 BDM接口進(jìn)行實時在線調(diào)試、快速在線閃存編程、USB-BDM接口,小巧的尺寸(大約3英寸×2英寸×3/4英寸)支持1.8V~5.5V HCS08和HCS12。
S12XS的軟件開發(fā)工具是 IDE(集成開發(fā)環(huán)境)FreeMASTER實時控制和調(diào)試工具。它是一個具有直覺導(dǎo)航功能的先進(jìn)工具,可用于任何應(yīng)用程序的開發(fā),有助于實現(xiàn)運行于個人電腦的簡單圖形環(huán)境的遠(yuǎn)程應(yīng)用控制。它還可以提供以文本和圖形實時觀察應(yīng)用變化的能力。不論客戶的設(shè)計是針對汽車、工業(yè),還是消費應(yīng)用, FreeMASTER都可以為客戶提供所需的實時系統(tǒng)監(jiān)控和利用個人電腦控制嵌入式應(yīng)用的能力。設(shè)計人員可以利用多功能性,將FreeMASTER用于各種算法和應(yīng)用。它可以用于實時調(diào)試、診斷,以及演示、銷售和教育目的。
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