從ECU到 DCU的發展之路

簡介

電動汽車在現代社會越來越常見，電子控制單元 (ECU) 也成為汽車電子設備的標準嵌入式控制系統。 ECU 系統具備的安全性與功能性適用于各種汽車電子應用，包括防抱死制動、四輪驅動、電子自動變速器、主動懸架和安全氣囊等，而且還逐步擴展到車身安全、網絡、娛樂和傳感控制。

搭載ECU系統的汽車數量逐年增加，部分高端車型配備的ECU更是多達100個。展示了目前常見的 ECU 架構。然而，ECU 在車輛中的快速部署對汽車電氣和電子架構都帶來了重大挑戰，尤其是在數據處理和網絡安全優化方面。

為了解決 ECU 架構的局限性，域控制單元 (DCU)應運而生，用于將 ECU 和其他傳感器集成到整個車輛的集中控制系統中。DCU 代表了汽車電氣和電子架構的未來，因為它在智能駕駛和智能座艙應用的新興發展趨勢中起到了至關重要的作用；不僅如此，DCU還提升了車身、底盤和電源等方面的功能。

與傳統方法和 ECU 系統相比，DCU 專注于集成、安全和核心計算，它具有強大的硬件計算能力和標準化接口。 不過，供應商很難僅依靠現有的 IC 來實現更復雜、更強大的 DCU；設計良好的DCU器件需要滿足以下標準：

全面考量所有安全相關故障，以避免任何單點故障產生的可能性。

通過靈活的升降級別、以可擴展的模塊化方式進行設計，從而簡化針對不同等級和價位的 DCU 重設計過程。

能夠承受嚴酷的汽車環境，包括承受從零攝氏度以下到數百攝氏度的廣泛溫度范圍，以及持續的外部噪聲與刺激。

MPS 提供的電源子系統將有助于簡化產品開發路徑和整個電源模塊的生態系統，使整個系統更加安全、可擴展，而且更可靠。

MPS 的電源子系統

MPS 的電源子系統由六個以上不同的 IC 組成，每個子系統都可協調運行（見圖 ）。其中部分 IC 基于 MPS 面向傳統電源管理產品的先進工藝技術，可提供超高功率密度；而其他 IC 則可為模擬產品提供集成時序控制或電壓監測功能。

圖: MPS電源子系統設計

MPS 電源子系統考慮了每個 IC 的典型功能以及器件之間的兼容性。其設計已獲得第三方獨立關鍵評估機構的認可，它遵循行業公認的 ISO26262 安全法規，并可為汽車供應商建立通用語言與協議。

由于不同模塊有可能無法在同一個優化的場景中協同工作，MPS 可以幫助客戶在子系統級別考慮多個場景。

而且，MPS 的汽車解決方案還針對整個產品系列優先考慮其可擴展性，而不是從單個產品的角度。例如，在引腳兼容的產品系列中，MPS 可以提供 4 到 6 種不同的解決方案，它們具有相同的封裝、引腳和規格，但輸出電流大小不同。

MPS 還提了另一種提高產品可擴展性的方法，即采用并行解決方案。以 MPQ4436為例, 這是一款具有內部集成上下管功率 MOSFET和低靜態電流的同步降壓開關變換器。多個MPQ4436 器件可以并聯運行，從單器件運行，到2個甚至4個器件并聯，從而滿足更廣泛的需求（參見圖 ）。

圖 ：MPQ4436器件的并聯運行

結論

本文探討了嵌入式 ECU 系統向集中式 DCU 系統的發展過渡，并介紹了可以集成各種子系統并實現可擴展性的MPS 電源子系統方案。隨著車輛電氣化程度的不斷提高和控制系統的更加先進，MPS 能夠提供創新的解決方案和廣泛的產品組合，幫助汽車客戶有效升級其汽車系統。

審核編輯：湯梓紅