应用于仪表板控制及车身控制的新一MCU技术

不论是仪表盘控制或车身控制的MCU，都必须提供更高的处理性能、处理大量网络节点的能力、支持多种外围连接的接口功能、可扩展电路板布局范围的功能、先进的内存架构，以及更便利的开发环境。这些设计需求分析如下：

高处理性能：

MCU要提升处理性能，必须从其核心及软、硬件系统架构下手以富士通新一代MCU的FR81S CPU核心为例，它的工作性能达到1.3MIPS/MHz，比上一代FR60核心高出30%的处理效能;因具有内置式单精度浮点运算单元(FPU)，能够满足图像处理系统和那些需要浮点操作功能的系统(如制动器控制)要求。此外，透过硬件式的FPU支持，能够简化软件程序并提升运算性能。

2. 大量网络节点处理能力：

今日汽车中的CAN网络内存在着大量的内置式ECU，它们的规模随着节点数量的增加而不断扩大，因此车用MCU必须支持更多的讯息缓冲器(message buffer)。上一代的32位CAN微控制器能提供达32个内置式讯息缓冲器，但现在已显得不敷使用，以新一代富士通MCU来说，已能支持达64个内置式讯息缓冲器，而且支持CAN 2.0A/B规格及提供1Mbps的高传输率。

3. 广泛接口支持能力：

车用MCU连接的外围相当多样，而连接的接口可能是UART、频率同步串行、LIN-UART 和 I2C，因此必须具备弹性的接口连接能力。为了满足此需求，富士通将内置式多功能串行接口用作串行通信接口，并透过软件方式来切换上述各种接口，以灵活支持外部组件的通信规范，并提高系统设计的自由度。新系列MCU还提供LIN-UART 的6条通道，从而能够与更多控制单元进行通信;其中MB91725系列因具有定时器功能的多条信道和 A/D 转换器，更容易达成各种功能的整合。请参考(图二)。

图二　使用序列接口达成弹性的通信接口功能整合

可扩展电路板布局范围的功能：

由于车用电路板系统的布局设计方式相当多样，车用MCU必须能满足这些设计的需求。一些可行的作法包括为外部总线接口终端配置独立电源，使得ECU板上无需再安装电平转换器。此一外部总线接口终端的电源范围要广(如涵盖3.0V至5.5V)，进而能弹性地和单元内存或图像用ASIC相连。

另一个作法是让MCU具备内置式I/O再分配的功能，透过软件设置即可改变I/O连接埠的分配。如此一来，设计者可以更弹性地与特定外围相连结，进而大幅提升电路板布局的自由度。

5. 先进的内存架构：

为了提升工作处理弹性，今日车用微控制器的系统中往往会内置嵌入式内存(Flash)。过去只将Flash用于程序储存，新一代MCU的架构中也加入数据用的Flash。此架构不仅能提高数据写入速度，因不再需要E2PROM，也能缩小电路板的面积。此外，将数据与程序同时储存于微控制器的Flash内存中，也有助于防止信息的泄露。

6. 更便利的开发环境：

一般产品必须利用ICE主单元和验证用评估芯片来进行系统检验，为了降低验证的复杂度，我们为新一代MCU产品提供芯片上(on-chip)的侦错方式。它采用单线调试接口，可以实现汽车评估或一致性测试，并且能够利用通用同轴电缆、在高达10米的范围内实现小型 ICE 主单元和目标电路板之间的通信。这可以简化按照常规难以实现的汽车评估。

图三　运用芯片上侦错实现汽车评估

结论

一辆汽车中的电子系统愈来愈复杂，对于车用MCU的仰赖也愈来愈深。针对汽车仪表板及车身控制设计，必须为驾驶提供精准迅速的辅助信息，以及便利舒适的乘车空间，因此相关的MCU也必须满足更高的性能及更弹性的设计需求，才能为应用功能的开发带来帮助。