用32位MCU設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)的軟硬件考慮 (1)

* 實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)選擇：已有很多論文和文章就如何選取擇實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)給出了建議。對(duì)于ECU設(shè)計(jì)，OSEK已經(jīng)逐漸演變?yōu)樾袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)RTOS，可從許多的供應(yīng)商那里買到這種具有確定性、魯棒性、高效率和穩(wěn)定的解決方案。

* 調(diào)試模式：軟件工程師應(yīng)當(dāng)在項(xiàng)目進(jìn)入集成階段的時(shí)候，確信自身具備足夠的查錯(cuò)及排障的能力，盡管代碼模擬器相當(dāng)可靠，但集成問(wèn)題還是存在的。這時(shí)候要怎么辦？答案各有不同。以ECU設(shè)計(jì)為例，一個(gè)全速傳統(tǒng)的在線仿真器(ICE)的價(jià)格昂貴(12,000美元)，它不僅在引擎隔倉(cāng)中應(yīng)用在線仿真的難度很大，而且不能用于解決棘手的時(shí)序問(wèn)題。

相比之下，片上調(diào)試(JTAG型) 仿真器是經(jīng)濟(jì)的($1,000) ，并且較易于連接到系統(tǒng)上。舉個(gè)例子，Renesas' E10A是一種JTAG-兼容硬件調(diào)試器，該種調(diào)試器可使工程師詢問(wèn)并控制寄存器集以及某個(gè)超高整處理器的RAM存儲(chǔ)器。此外，要提高ECU代碼的精度，軟件工程師要能利用某種AUD(高級(jí)用戶調(diào)試) 的特性，該AUD會(huì)形成超高速CPU管線的特別的線跡。Renesas SH7058 MCU系列中，MCU上的AUD界面是雙向作用的，并且無(wú)須暫停CPU，也可使RAM進(jìn)行存儲(chǔ)。

硬件問(wèn)題

32位系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中會(huì)遇到很多硬件問(wèn)題，以下幾點(diǎn)值得特別注意：

* 電源供應(yīng)濾波：絕大部分32位MCU比16位MCU的運(yùn)行速度要快很多，此外，32位MCU的CPU內(nèi)核要求獨(dú)立的低壓供電系統(tǒng)，因此其噪聲容限要比I/O電路嚴(yán)格得多。因此，在PUB周圍，尤其MCU的附近要安放足夠的低頻和高頻的去耦電容，實(shí)踐表明去耦電容能夠有效地降低噪聲。

* 片上閃存：在過(guò)去，用于ECU 系統(tǒng)中的許多MCU 不具備足夠的內(nèi)存作為一個(gè)單芯片控制器進(jìn)行運(yùn)行，并且部分MCU 就根本沒(méi)有程序內(nèi)存，結(jié)果是程序內(nèi)存被設(shè)置在芯片之外，由于需要大量高速尋址和數(shù)據(jù)總線，因而常常會(huì)導(dǎo)致EMI問(wèn)題的出現(xiàn)。

目前，像SH7058這樣的32位ECU具有1 MB閃存，具有真正意義的單片解決方案特征。在大多數(shù)情況下，由于具有大量的片上程序內(nèi)存，所以不再需要片外內(nèi)存。在采用SH7058的ECU設(shè)計(jì)中，片上閃存可通過(guò)兩種方式進(jìn)行固化，一種是在主板制造前，對(duì)器件進(jìn)行固化，另一種是主板的設(shè)計(jì)完成后在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行固化，這樣，軟件工程師在升級(jí)代碼時(shí)就有了很大的靈活性，工程師甚至能在ECU被安裝在車輛內(nèi)部以后，也能借助車載總線(CAN)進(jìn)行升級(jí)操作。

本文小結(jié)

從16位到32位MCU的跨躍是一個(gè)質(zhì)的飛躍，這種趨勢(shì)是不可避免的。32位實(shí)現(xiàn)方案極大地提升系統(tǒng)的運(yùn)算能力及操作性能，進(jìn)行成功轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵是要有充分的準(zhǔn)備、訓(xùn)練和周密的開(kāi)發(fā)工具選擇策略，此外，像瑞薩這樣的32位MCU供應(yīng)商的持續(xù)支持也是至關(guān)重要的。