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瑞萨RH850/U2A车辆控制单元
2023-06-19 493次

  在今年的车展上已经能看到面向软件定义汽车的车辆架构解决方案展示。随着汽车智能化、网联化的程度不断加持,车辆的功能越来越多,汽车正在朝着软件定义方向快速发展。软件正在为汽车创造新的价值,并且有大规模化、复杂化的趋势。由此,提高软件开发的效率方法,已经成为高级车载软件开发必不可少的需求。

  

 

 

  新一代车辆架构车辆控制单元功不可没

  车辆控制单元(VCU)是电动或混合动力车辆的域控制器,在车辆电气化和新的动力传动系统中正在发挥越来越重要的作用,VCU可读取制动器、HVIL或充电器连接等的传感器信号,起到平衡系统能量、优化扭矩、控制电机、高压电池组和车载充电系统以及充电器锁定的作用。

  VCU有助于实现面向软件构架(SOA)或软件定义车辆(SDV)的各种功能,同时提供必要的接口,如标准和千兆以太网(GbE),以支持主机厂的分区架构。

  此外,在入门级/商用车辆中,VCU还可以充当中央计算/网关,瑞萨的RH850/U2A汽车控制MCU,具有足够的性能扩展空间,多核架构符合功能安全性(FuSA)ASIL-B、ASIL-D标准。

  瑞萨车辆控制单元方案系统框图

  

 

RH850/U2A可以为系统带来以下优势:将无线通信板(REIN-WCB-V1)添加到解决方案中,实现联网车辆技术,包括4G/GPS/Wi-Fi/Bluetooth®低能耗(LE);支持“无等待”空中(Over-the-Air(OTA))升级;板载嵌入式多媒体卡(eMMC)为各种使用情况提供大容量存储;提供硬件设计文件和示例软件。

 

  成功产品组合实现完整系统架构

  瑞萨车辆控制单元方案的核心是RH850/U2A MCU区域/域微控制器,是瑞萨跨域MCU产品系列的首款产品,作为新一代车载控制器,旨在满足日益增长的将多种应用集成到单块芯片中的需求,以实现针对不断发展的电气电子架构(E/E架构)的统一电子控制单元(ECU)。

  该器件采用28纳米制程技术,以用于底盘控制的RH850/Px系列和用于车身控制的RH850/Fx系列的关键功能为基础,进一步实现了32位RH850/U2A MCU的提升性能。

  新一代车载控制MCU配备多达4个双核锁步结构400MHz CPU核。每个核都集成了基于硬件的虚拟化辅助功能,使满足不同ISO26262功能安全级别的多种软件系统在高性能模式下独立运行且不受干扰。此外,还可减少虚拟化占用的资源,以保障实时执行。这样,用户就能够将多个ECU功能集成到单个ECU中,同时满足功能安全、信息安全以及实时操作要求。

  RH850/U2A的应用包括

  第三代车载计算机、无线电池管理系统、区域ECU虚拟化解决方案平台、通信网关和集成DVR/DMS系统解决方案、车辆控制单元。

  本方案的另一个组成部分是AT25QF128A,是为3V系统设计的标准类代码和数据存储解决方案。作为一款128Mbit 3V SPI串行闪存,它支持双I/O和四I/O。该器件包括经过优化的擦除块大小,可满足代码和数据存储应用以及针对唯一设备序列化、系统级电子序列号(ESN)存储和锁定密钥存储的三个安全寄存器页需求。

  ISL78208是本方案中应用的宽VIN双标准降压稳压器,每个通道可提供3A连续输出电流。其输入范围为4.5V至28V,可为各种负载点应用提供高频电源解决方案。其中的PWM控制器驱动内部开关N沟道功率MOSFET,经过优化集成电源开关可实现出色的热性能。峰值电流模式控制提供了元件选择的灵活性,并最大限度减小解决方案尺寸。ISL78208还具有过电流、UVLO和热过载等保护功能。其应用包括:低成本数字车载仪表、区域ECU虚拟化方案、互联Android仪表、车辆控制单元。

  车辆控制单元方案中还有一个集成高边MOSFET的降压控制器ISL78206,它是一款AEC-Q100认证的40V,2.5A同步降压控制器。该器件可以在同步和非同步降压拓扑中操作,为各种输入电压的汽车应用提供了一种低系统成本、高效率的单器件降压解决方案。

  对于冷启动或启停操作过程中必须保持通电的车辆系统,ISL78206可以用引脚对引脚的ISL78201替代,以实现升压-降压操作。在同一PCB布局上提供两种功能替代方案,为用户提供了便利性和灵活性,有助于广泛的设计重用。ISL78206还提供峰值电流模式控制和逐周期电流限制的电流保护,打嗝过电流模式可确保在恶劣的短路条件下可靠运行。其应用包括:域控制单元、低成本数字车载仪表、传感器方案、带E-保险丝的配电箱、汽车监控功能扩展、未来E/E架构的车载电脑、通信网关和集成DVR/DMS系统解决方案等。

 

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