Mașinile moderne vin cu mai multe ECU conectate la magistrala CAN - rețeaua de calculatoare internă a mașinii. ECU-urile controlează aproape fiecare parte a unei mașini, cum ar fi motorul, frânele, transmisia și airbag-urile, automatizează în același timp aceste piese și cresc eficiența.
ECU-urile constau din unul sau mai multe procesoare cu microcontroler care sunt cipuri specializate care se adaptează cu ușurință într-un mediu operațional dur, temperatură ridicată și atracție gravitațională.
1. MCU auto SPC5 pe 32 de biți
STMicroelectronics produce o serie de microcontrolere (MCU) pe 32 de biți pentru aplicații ECU auto. Aceste cipuri vin cu memorie flash încorporată care variază de la 128 KB până la până la 10 MB.
Familia SPC5 de cipuri ECU oferă, de asemenea, diferite capacități de procesare, în funcție de aplicațiile auto, cum ar fi de uz general, sigur și conectat și de înaltă performanță. Veți găsi viteza de ceas a procesorului de la 48 MHz și până la 200 MHz.
Prin urmare, în funcție de lungimea codului de programare sau de numere, producătorul auto poate alege diferite cipuri pentru ECU.
MCU-urile SPC5 vin cu până la trei nuclee de procesare. Acestea le veți găsi mai ales în ECU-urile care controlează motorul și șasiul, plus sisteme avansate de asistență a șoferului (ADAS), siguranța șoferului și ferestrele și ușile.
Cipul și modulul său de memorie pot rezista la temperaturi de până la 165 °C și funcționează bine chiar și la -40 °C. Deoarece acestea sunt procesoare de calitate auto, ele pot suporta și șocuri puternice.
Legate de: Temperaturi de funcționare PC: Cât de cald este prea cald?
ECU-urile realizate din aceste microcontrolere acceptă o gamă largă de opțiuni de conectivitate de date, cum ar fi Ethernet, Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, DSPI și CAN-FD.
2. Arhitectura MIPS32 și MIPS64
Microcontrolerele MIPS vin cu arhitectura setului de instrucțiuni RISC. Le veți găsi mai ales în dispozitive electronice, cum ar fi module avansate de rețea, microcontrolere mici, console de jocuri, produse de automatizare de birou și set-top box-uri.
MIPS Technologies produce MCU MIPS pe 32 de biți și MIPS pe 64 de biți pentru ECU-uri auto. Aceste procesoare sunt eficiente din punct de vedere al codului, necesită mai puțină energie și au un cost scăzut. Unele MCU-uri MIPS pe 64 de biți sunt ideale pentru aplicațiile auto de ultimă generație, deoarece acestea din urmă necesită capacități de procesare și randare grafică mai mari.
Legate de: Integrat vs. Placă grafică dedicată: lucruri pe care trebuie să le știți
Producătorii de mașini folosesc mai ales microcontrolerele MIPS pe 32 de biți pentru a automatiza comenzile electronice din mașină.
De exemplu, ușile electronice, hotele, ștergătoarele de parbriz, geamurile automate etc., rulează pe MIPS32 procesoare bazate pe arhitectură. Unele sisteme electronice de șasiu și grup motopropulsor includ și MIPS pe 32 de biți MCU.
Dimpotrivă, sistemele avansate precum sistemul de infotainment, ADAS și conducerea autonomă necesită accelerare hardware și recunoaștere a obiectelor.
Astfel, ECU are nevoie de mai multă putere de procesare pentru a lua decizia corectă într-un mediu de mare viteză. MCU-urile MIPS pe 64 de biți sunt ideale pentru astfel de aplicații.
3. MCU-uri pe 16 biți pentru ECU-uri pentru motor
Microchip Technology Inc. produce, de asemenea, diverse microcontrolere și microprocesoare pentru aplicații ECU auto, iar MCU-urile pe 16 biți sunt disponibile în principal în unitățile de control electronice ale grupului de propulsie.
Sunt compatibile cu protocoalele de comunicații de date CAN-FD, CAN, USB, LIN și SENT.
MCU pe 16 biți este în esență un microcomputer cu diverse periferice pentru controlul motorului, conversia digitală a puterii, viteza de precizie și controlul cuplului. De asemenea, constă din controlere de semnal digital (DSC) pentru a ajuta MCU cu controlul suplimentar al motorului.
Diverse tipuri de mașini, cum ar fi mașinile electrice, mașinile cu motor cu ardere internă sau vehiculele hibrid-electrice, utilizează mai multe ECU-uri bazate pe MCU-uri și DSC-uri pe 16 biți.
Microcontrolerul acestor ECU vine cu certificare AEC Q100 Grad 0 care indică faptul că procesorul și modulul său de memorie sunt foarte stabile în intervalul de temperatură de la -40 °C la 150 °C.
Sistemul de microcomputer poate rezista la condiții dure, cum ar fi șocuri bruște, mobilitate de mare viteză, depuneri de ulei și grăsime.
MCU-ul pe 16 biți este capabil să ruleze algoritmi pentru controlul motoarelor, actuatoarelor, turbocompresorului, supapelor EGR și pompelor de ulei/apă.
4. MCU-uri pe 8 biți
MCU-urile pe 8 biți sunt ideale pentru ECU-urile care trebuie să ruleze coduri de program mici. MCU-urile PIC și AVR sunt mărci ale Microchip Technology Inc. și le veți vedea în diferite ECU-uri auto care controlează senzori analogici, senzori digitali și funcționalități tactile capacitive.
În zilele noastre, mașinile moderne vin cu sisteme de iluminare LED pentru eficiență energetică. Veți găsi unul sau două ECU-uri care controlează aceste rețele de LED-uri, iar majoritatea acestor ECU-uri se bazează pe unități de microcontroler pe 8 biți.
MCU-urile pe 8 biți consumă energie redusă, deoarece constau din periferice independente de bază sau CIP-uri. Este posibil ca unele funcționalități ECU să nu necesite întotdeauna utilizarea constantă a procesorului. Aici, CIP-urile joacă un rol vital.
Aceste microcalculatoare vin și cu periferice analogice inteligente, astfel încât ECU să poată controla senzorii analogici printr-o translație a semnalului analog-digital.
Pentru funcționalitățile din mașină sensibile la atingere, aceste cipuri conțin și un controler tactil periferic care îl ajută să recunoască și să măsoare atingerea capacitivă.
5. MCU-uri auto S32K
Microcontrolerele S32K sunt de la NXP Semiconductors N.V., iar acestea sunt proiectate pe arhitectura RISC din seria Arm Cortex-M. ECU-urile bazate pe astfel de MCU oferă software avansat, siguranță și caracteristici de securitate pentru mașinile inteligente.
Aceste MCU trec certificările ASIL B/D și, prin urmare, sunt potrivite pentru diferite ECU-uri auto care vor controla corpul, unitatea electrică și controalele zonei.
Majoritatea MCU-urilor S32K trec, de asemenea, certificările AEC-Q100 de gradul 0, gradul 1 și gradul 2, astfel încât producătorii de mașini să poată utiliza procesoarele într-un mediu dur cu expuneri la temperaturi ridicate.
MCU-urile S32K vin în nuclee de procesare variabile, cum ar fi dual-core, single-core și lockstep-core. Capacitatea memoriei flash și numărul de pini se modifică în funcție de nucleul de procesare.
De obicei, aceste microcontrolere variază de la 128 kB la 8 MB în memoria flash pentru stocarea programelor, în timp ce oferă două tipuri de configurații de pini: de la 32 la 176 de pini și de la 48 la 289 de pini.
6. Microcontroler AURIX TriCore pe 32 de biți
Infineon Technologies AG produce un sistem încorporat pentru ECU-urile vehiculelor care constă dintr-un microcontroler, un nucleu de procesor RISC și un DSP într-o unitate de microcontroler. Aceste MCU-uri sunt populare ca microcontrolere AURIX TriCore pe 32 de biți.
Le veți găsi frecvent în ECU-urile care controlează motorul cu ardere internă, unitățile de control al transmisiei și sistemele electrice de servodirecție.
Pe lângă motor și transmisie, ECU-urile bazate pe MCU AURIX TriCore pe 32 de biți sunt ideale pentru ADAS, controlul autonom al conducerii, managementul siguranței conducerii și automatizarea serviciilor conectate în mașină.
Aceste procesoare sunt disponibile într-un interval de viteză de procesare de la 133 MHz la 300 MHz. MCU-urile oferă o memorie flash minimă de la 0,5 MB până la până la 16 MB.
În comparație cu alte MCU-uri menționate mai sus, acestea sunt mai puternice datorită unei SRAM dedicate. În ceea ce privește conectivitatea datelor, microcalculatoarele sunt compatibile cu protocoalele CAN, LIN, FlexRay și SPI.
Chip-uri ECU mici cu funcții complexe
Acum că știți despre câteva microcontrolere ECU, s-ar putea să vă gândiți că aceste cipuri sunt mai puțin puternice decât procesorul unui computer de acasă. Este corect, deoarece trebuie să ruleze câteva coduri predefinite și, în majoritatea cazurilor, aceste coduri nu au o dimensiune mai mare de un megaoctet.
Cu toate acestea, veți găsi întotdeauna mai mult de un ECU cu coduri de program diferite pentru întreaga mașină. Dacă știi mai multe despre ECU-ul mașinii tale, te va ajuta să ai grijă adecvată de vehicul și să-ți hrănești celulele creierului dacă ești un pasionat de automobile.
YouTube este plin de canale auto excelente și informative. Iată cele mai bune canale YouTube pentru nuci auto.
Citiți în continuare
- Tehnologia explicată
- CPU
- Prelucrare
Tamal este un scriitor independent la MakeUseOf. După ce a câștigat o experiență substanțială în tehnologie, finanțe și afaceri procesează în postul său anterior într-o companie de consultanță IT, a adoptat scrisul ca profesie cu normă întreagă în urmă cu 3 ani. Deși nu scrie despre productivitate și despre cele mai recente știri tehnice, îi place să joace Splinter Cell și să urmărească Netflix/Prime Video.
Aboneaza-te la newsletter-ul nostru
Alăturați-vă buletinului nostru informativ pentru sfaturi tehnice, recenzii, cărți electronice gratuite și oferte exclusive!
Click aici pentru a te abona
