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解決方案 | 車輛控制單元賦能未來出行

瑞薩電子 ? 來源:未知 ? 2023-06-16 18:15 ? 次閱讀

在今年的車展上,我們已經能看到面向軟件定義汽車的車輛架構解決方案展示。隨著汽車智能化、網聯化的程度不斷加持,車輛的功能越來越多,汽車正在朝著軟件定義方向快速發展。軟件正在為汽車創造新的價值,并且有大規模化、復雜化的趨勢。由此,提高軟件開發的效率方法,已經成為高級車載軟件開發必不可少的需求。

新一代車輛架構車輛控制單元功不可沒

車輛控制單元(VCU)是電動或混合動力車輛的域控制器,在車輛電氣化和新的動力傳動系統中正在發揮越來越重要的作用,VCU可讀取制動器、HVIL或充電器連接等的傳感器信號,起到平衡系統能量、優化扭矩、控制電機、高壓電池組和車載充電系統以及充電器鎖定的作用。

VCU有助于實現面向軟件構架(SOA)或軟件定義車輛(SDV)的各種功能,同時提供必要的接口,如標準和千兆以太網(GbE),以支持主機廠的分區架構。

此外,在入門級/商用車輛中,VCU還可以充當中央計算/網關,瑞薩的RH850/U2A汽車控制MCU,具有足夠的性能擴展空間,多核架構符合功能安全性(FuSA)ASIL-B、ASIL-D標準。

瑞薩車輛控制單元方案系統框圖

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RH850/U2A可以為系統帶來以下優勢:將無線通信板(REIN-WCB-V1)添加到解決方案中,實現聯網車輛技術,包括4G/GPS/Wi-Fi/Bluetooth低能耗(LE);支持“無等待”空中(Over-the-Air(OTA))升級;板載嵌入式多媒體卡(eMMC)為各種使用情況提供大容量存儲;提供硬件設計文件和示例軟件。

成功產品組合實現完整系統架構

瑞薩車輛控制單元方案的核心是RH850/U2A MCU區域/域微控制器,是瑞薩跨域MCU產品系列的首款產品,作為新一代車載控制器,旨在滿足日益增長的將多種應用集成到單塊芯片中的需求,以實現針對不斷發展的電氣電子架構(E/E架構)的統一電子控制單元(ECU)。

該器件采用28納米制程技術,以用于底盤控制的RH850/Px系列和用于車身控制的RH850/Fx系列的關鍵功能為基礎,進一步實現了32位RH850/U2A MCU的提升性能。

新一代車載控制MCU配備多達4個雙核鎖步結構400MHz CPU核。每個核都集成了基于硬件的虛擬化輔助功能,使滿足不同ISO26262功能安全級別的多種軟件系統在高性能模式下獨立運行且不受干擾。此外,還可減少虛擬化占用的資源,以保障實時執行。這樣,用戶就能夠將多個ECU功能集成到單個ECU中,同時滿足功能安全、信息安全以及實時操作要求。

RH850/U2A的應用包括

第三代車載計算機、無線電池管理系統、區域ECU虛擬化解決方案平臺、通信網關和集成DVR/DMS系統解決方案、車輛控制單元。

本方案的另一個組成部分是AT25QF128A,是為3V系統設計的標準類代碼和數據存儲解決方案。作為一款128Mbit 3V SPI串行閃存,它支持雙I/O和四I/O。該器件包括經過優化的擦除塊大小,可滿足代碼和數據存儲應用以及針對唯一設備序列化、系統級電子序列號(ESN)存儲和鎖定密鑰存儲的三個安全寄存器頁需求。

ISL78208是本方案中應用的寬VIN雙標準降壓穩壓器,每個通道可提供3A連續輸出電流。其輸入范圍為4.5V至28V,可為各種負載點應用提供高頻電源解決方案。其中的PWM控制器驅動內部開關N溝道功率MOSFET,經過優化集成電源開關可實現出色的熱性能。峰值電流模式控制提供了元件選擇的靈活性,并最大限度減小解決方案尺寸。ISL78208還具有過電流、UVLO和熱過載等保護功能。其應用包括:低成本數字車載儀表、區域ECU虛擬化方案、互聯Android儀表、車輛控制單元。

車輛控制單元方案中還有一個集成高邊MOSFET的降壓控制器ISL78206,它是一款AEC-Q100認證的40V,2.5A同步降壓控制器。該器件可以在同步和非同步降壓拓撲中操作,為各種輸入電壓的汽車應用提供了一種低系統成本、高效率的單器件降壓解決方案。

對于冷啟動或啟停操作過程中必須保持通電的車輛系統,ISL78206可以用引腳對引腳的ISL78201替代,以實現升壓-降壓操作。在同一PCB布局上提供兩種功能替代方案,為用戶提供了便利性和靈活性,有助于廣泛的設計重用。ISL78206還提供峰值電流模式控制和逐周期電流限制的電流保護,打嗝過電流模式可確保在惡劣的短路條件下可靠運行。其應用包括:域控制單元、低成本數字車載儀表、傳感器方案、帶E-保險絲的配電箱、汽車監控功能擴展、未來E/E架構的車載電腦、通信網關和集成DVR/DMS系統解決方案等。

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瑞薩電子 (TSE: 6723)

科技讓生活更輕松,致力于打造更安全、更智能、可持續發展的未來。作為全球微控制器供應商,瑞薩電子融合了在嵌入式處理、模擬電源及連接方面的專業知識,提供完整的半導體解決方案。成功產品組合加速汽車、工業、基礎設施及物聯網應用上市,賦能數十億聯網智能設備改善人們的工作和生活方式。更多信息,敬請訪問renesas.com


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