倒車?yán)走_(dá)主控芯片的功能特性分析

　　超聲波倒車雷達(dá)防撞預(yù)警系統(tǒng)即倒車雷達(dá)，是汽車泊車輔助裝置，由超聲波傳感器(俗稱探頭)、控制器和顯示器(或蜂鳴器)等部分組成。本文介紹基于瑞薩RL78/F13系列單片機(jī)為控制核心的倒車雷達(dá)系統(tǒng)，RL78/F13擁有豐富的功能特性和安全性能，該系統(tǒng)采用RL78/F13系列單片機(jī)作為控制電路，方便系統(tǒng)功能擴(kuò)展。系統(tǒng)電路主要采用集成器件構(gòu)成，外圍元件少，電路簡(jiǎn)潔、調(diào)試方便、成本低，利于商品化生產(chǎn)。

　　圖1：RL78/F13 MCU應(yīng)用于倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)

　　RL78/F13系列MCU適用于倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)功能特性：

　　廣泛的產(chǎn)品線，可輕松實(shí)現(xiàn)平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)化，提高開(kāi)發(fā)效率

　　由于不同系統(tǒng)的規(guī)格各不相同，要將 ROM 重新應(yīng)用到其他不同系統(tǒng)，就需要改變其尺寸，為了滿足這一需求，全新的 MCU 均集成了相同的 CPU 內(nèi)核，并擁有汽車網(wǎng)絡(luò)，例如 CAN(控制器局域網(wǎng))和 LIN(本地互聯(lián)網(wǎng))和引腳布局等外圍功能。RL78/F13 MCU 的內(nèi)部閃存大小為 16 到 128 千字節(jié)(KB)，封裝為 20 到 80 引腳。憑借豐富的產(chǎn)品線，RL78/F13 可支持多種多樣的應(yīng)用需求。RL78/F13 系列MCU 集成了瑞薩電子現(xiàn)有 78K0R 和 R8C CPU 內(nèi)核的高性能的 MCU 外圍功能。因此其可讓系統(tǒng)制造商在有效利用現(xiàn)有資產(chǎn)的同時(shí)，得益于 CPU 內(nèi)核新加的乘加指令而提高系統(tǒng)性能。

　　緊湊小巧的封裝，支持最高 150℃ 的高溫運(yùn)行環(huán)境，可縮小整體單元尺寸

　　為了滿足體積更小巧的 ECU 的需求，瑞薩電子開(kāi)發(fā)出了全新的 QFN(四方扁平無(wú)引腳)封裝。相比瑞薩電子現(xiàn)有的 32 引腳 SSOP封裝(窄間距小外形封裝)，新的 QFN 封裝能夠?qū)惭b面積減少約69%，而與瑞薩電子現(xiàn)有的 QFN 封裝相比，全新的 QFN 封裝在引腳側(cè)表面設(shè)有凹口，以便在安裝過(guò)程中提高焊接粘附性，可實(shí)現(xiàn)在不改造工廠生產(chǎn)線的情況下安裝新的 MCU 設(shè)備。采用新 QFN 封裝后，可縮小印刷電路板的尺寸，從而實(shí)現(xiàn)整體 ECU 系統(tǒng)的微型化。

　　RL78/F13 可在高達(dá) 150℃ 的環(huán)境溫度下正常工作，因此可以直接裝入執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)微型化水平。

　　降低50% 待機(jī)能耗，實(shí)現(xiàn)低能耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　通過(guò)采用更低的電流消耗的待機(jī)模式，RL78/F13系列 MCU 的待機(jī)電流相比瑞薩電子現(xiàn)有的 78K0R/Fx3 MCU 下降了50%，即從 1μA(微安)下降為 0.5μA(微安)。RL78/F13還具有在不激活 CPU 的情況下執(zhí)行 A/D 轉(zhuǎn)換的功能，從而進(jìn)一步降低系統(tǒng)能耗。

　　豐富的硬件功能，可保證功能安全性

　　針對(duì)安全性進(jìn)行了改善的結(jié)構(gòu)可對(duì)電氣或電子故障進(jìn)行檢測(cè)，從而保障系統(tǒng)安全性，而這一特性，對(duì)于努力達(dá)到ISO 26262功能安全性標(biāo)準(zhǔn)的汽車系統(tǒng)來(lái)說(shuō)極有幫助，同時(shí)，市場(chǎng)對(duì)于在MCU內(nèi)部加入自診斷功能的需求也日益強(qiáng)烈。

　　RL78/F13包含了多種多樣的硬件特性，可保證下述的功能安全性：將參考電壓或電源電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，從而確定 A/D 轉(zhuǎn)換器工作正常的檢測(cè)功能;使用中斷檢測(cè)堆棧溢出從而防止軟件失控的功能;通過(guò)將外部時(shí)鐘振蕩器與內(nèi)部振蕩器進(jìn)行比較，檢測(cè)外部時(shí)鐘振蕩器是否停止的功能。

　　例如，RL78/F13的PWM功能。超聲波傳感器在倒車?yán)走_(dá)系統(tǒng)中主要完成兩項(xiàng)任務(wù)：發(fā)送超聲聲波和接收超聲聲波。發(fā)送超聲波相對(duì)簡(jiǎn)單，只要對(duì)超聲波傳感器發(fā)送的超聲波進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，同時(shí)開(kāi)啟計(jì)時(shí)器。而接收部分較為復(fù)雜，需要由控制芯片RL78/F13產(chǎn)生的PWM信號(hào)通過(guò)功率放大器放大，送到超聲波傳感器進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，然后開(kāi)啟計(jì)時(shí)器。以便控制器能正確低識(shí)別反射回的超聲波、確定接收時(shí)間并停止計(jì)時(shí)器技術(shù)，然后根據(jù)“距離=時(shí)間X音速”計(jì)算距離。然后以聲音或者更為直觀的顯示告知駕駛員周圍障礙物的情況。