如何设计汽车点火控制

图2：PSoC型无感马达控制

　　在图中，来自三个相位的反电动势信号终止后，DC总线扩大并链接到微控制器。MCU利用MUX将终止的输入信号切换到比较器，然后和DC总线电压进行比较。串接的数字逻辑滤波器处理PWM信号，以取得真正的零点交叉信号。微控制器据此来决定通讯动作。

　　最佳的电流控制运用在PWM输出控制上，用来调整马达电流。内回路以比较器为基础;反馈总线电流会和12位DAC提供的参考电流值做比较。改变DAC输出，即可修改输出电流值。

有感 (HALL 效应) 马达控制

　　有感型无电刷马达控制采用霍尔传感器输入，以侦测转子位置并控制马达的转动。并且把霍尔传感器的输入提供给微控制器，属于封闭回路系统。

设计挑战

　　高性能整合式微控制器内较高MIPS 的CPU核、快速ADC(>= 500Ksps @ 10-bit)、内部闪存、SRAM内存、内部EEPROM、以及集成的模拟与数字外围组件，用来执行比如高性能模拟量测、CAN接口操作、驱动三相马达控制、LCD驱动、低功耗操作、RTC、以及连接各种外部通讯协议。

　　要驱动三相车用马达，须用到具备低导通电阻与低栅电容的功率MOSFET。 对于电路板设计人员而言，面临的挑战是设计内含大功率MOSFET驱动电路的电路板，以及处理从电池输入的板上高电流。

　　由于这种系统涉及到电子机械组件，因此对于系统设计人员而言，面临的挑战是针对电动辅助转向系统中的点火控制，设计微型化、低成本的电机解决方案。

　　通过 EMI/EMC标准验证这种电机设计也是系统设计人员的一个设计挑战。

　　汽车应用需要失效侦测与恢复机制。对于车用电动辅助转向系统中的点火控制而言，其供电设计须具备电池保护、过流、过热以及应对发动失败状况等功能。

　　理想的作法是选用含有OTP功能的微控制器，以防止固件被竞争对手或黑客进行逆向工程。

系统限制

　　PSoC 微控制器还支持CapSense技术，使用CapSense技术取代机械式按钮可以减少因机械式按钮导致的故障，提供更高的产品可靠性。

　　在前面板上实现触摸屏来取代LCD屏与键盘，能在汽车环境中提供更好的用户接口与灵活性。

　　让汽车能通过UART或USB等接口控制iPod/iPhone设备，在车内为这些设备充电。

　　而最大的限制是，因为故障分析与返回数据，面板上内部与外部接口数量增加，入侵者有更多的途径来攻击系统。这是这种嵌入式系统的最大局限性

　　车用电动辅助转向系统中的点火控制，目前大都采用微控制器加ASIC解决方案。PSoC则是微控制器与ASIC的结合。使用PSoC的点火控制组件能帮助汽车产业降低整个产品成本(通过减少物料清单成本)与项目开发成本(在PSoC Creator进行设计)。