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完成灵敏的轿车电子设计方案

微控制器在汽车和消费类市场上得到了广泛的应用,其主要优势在于能够以相对较低的成本实现系统高度集成。然而,这类产品也有潜在的成本问题

微控制器轿车和消费类商场上得到了广泛的运用,其主要优势在于能够以相对较低的本钱完结体系高度集成。但是,这类产品也有潜在的本钱问题。例如,假如元件功用不切合要求,就有必要选用外部逻辑、软件或其他集成器材来进行扩展。此外,跟着终究商场需求的敏捷改变,微控制器会很快过期。许多具有必定数量专用接口的特别功用微控制器在通过短期试用后,并不能彻底满意商场需求,体系供货商不得不从头规划硬件和软件,乃至在某些情况下对处理器内核进行改动。

ASSP微控制器面对的两难

传统微控制器出产商面对影响整个商场的两难问题。微控制器是专用产品,因而,对每一种运用,有必要选用新的不同特性的微控制器。为了能够以一种微控制器内核结构来应对更宽广的商场,出产商供给系列微控制器,其类型接口和功用各不相同。但是这些混合特性在许多时分并不能彻底满意用户需求,因而,为了扩展客户群,有必要环绕详细内核结构开发新的接口和功用。

选用老技能以较低的出产本钱来完结微控制器时,这种战略十分成功。但是,现在为进步体系集成而选用了最新的工艺技能,这样,开发新式微控制器的本钱大大添加。只要很少的客户需求有很大的产值,这表明专门
针对一个客户来出产这类专用器材不再是可行的商业行为。结果是新式微控制器趋向于标准产品而不是专用器材,其功用越来越多,以招引整个商场。虽然这些附加特性使微控制器功用更强,但也大大进步了本钱,更难运用于对本钱灵敏的商场,如轿车和消费类电子。不从根本上着手芯片功用,很难处理这一两难问题。

灵敏的微控制器处理计划

对该问题一种或许的处理计划是选用FPGA来灵敏地完结芯片功用。这些器材大大缩短了工程开发时刻,降低了芯片屡次试制的本钱,是微控制器有力的代替计划。在规划过程中,FPGA不像微控制器那样会漏掉某些特性,它能够编程,并根据需求从头编程,快速完结原型开发,更敏捷地将产品推向商场。假如需求改变了,乃至还能够在现场对其进行更新——即使是器材现已在产品中运用了。

轿车体系图画控制器运用便是FPGA优于传统控制器的一个比如,如图1所示。虽然轿车商场需求低本钱FPGA来完结图画等各种功用,但要选用许多的芯片,因而,在可编程器材中完结杂乱功用的本钱太高了。

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而灵敏的微控制器不光性价比好,并且十分切合用户需求。以选用了90nm结构化的ASIC,AlteraHardCopy器材为例,它性价比高,作为根本芯片,其功用在许多通过预界说和灵敏的构建模块库中进行挑选,能够针对客户需求进行定制。

总线体系结构

传统上,微控制器一向选用单总线,由裁定器对总线监控,分配资源。这对总线而言十分晦气,作为体系的中心资源,它很快就成为瓶颈。因而,较新的体系选用多层总线,特别是多条总线并行作业的SoC。

考虑到EMC和功耗问题,有时能够选用和体系其他部分运转速率不同的外围模块。当以更高的速率运转存储器接口,使拜访时刻相对较短,而体系其他部分运转在较低时钟速率时,这种办法比较有用。还能够将许多选用低时钟速率便能够作业的模块整合到一同。为满意EMC或许功耗要求,运用SOPC Builder等东西能够轻松地将这些单元与其他运转速率很高的体系分隔。这样能够主动生成同步不同时钟域所需的逻辑,而规划人员只需求指定哪些模块运转在给定的时钟域上。

在FPGA中完结微控制器

因为这类体系要比简略的图画控制器杂乱得多,在大多数情况下,FPGA被用作原型开发东西。选用FPGA作为原型大大降低了开发危险,它能够进行全面的验证、固件开发和现场测验。

运用FPGA进行原型开发意味着工程师能够在体系运转器材,在实在的环境中进行测验。这样,工程师能够确认仿真过程中难以发现的潜在规划缺点。

对体系进行现场测验有利于发现体系和器材缺点,而这在实验室中却难以完结。在许多情况下,出售人员为取得订单而有必要进行体系演示。关于开始的标准,还需求参加某些新特性和功用。不论是曾经没有发现的问题仍是参加新特性,FPGA原型开发能够敏捷进行修正,不光没有较大的一次性工程本钱,并且出产周期较短。

灵敏的微控制器处理计划中的终究单元是ASIC开发。树立并测验原型体系后,Altera可将其转为HardCopy结构化ASIC。与其他的结构化ASIC不同,HardCopy器材运用和FPGA原型相同的构建模块,因而,不必从头对规划进行归纳,或许进行更多的验证。运用 HardCopy器材的周转时刻较短,规划人员能够很快完结FPGA逻辑,有用降低本钱。

定论

下一代轿车电子体系需求选用十分专业的低本钱器材,以满意商场需求。考虑到现在工艺技能开发本钱的攀升,对传统微控制器进行专门处理有些不切实际。而针对较大商场规模的多功用器材价格昂贵,也不实用。相反,灵敏的微控制器计划针对详细运用开发适宜的微控制器,在FPGA中完结原型开发。规划完结后,乃至是在规划过程中就能够当即进行验证、软件开发和现场测验。关于批量出产,FPGA规划直接映射到HardCopy结构化AS%&&&&&%,而不必从头归纳或许再次验证。

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