MCU应用系统从16位升级为32位时的设计考虑

　当我们打算把一个16位的微控制器(MCU)升级到32位的时候，通常要考虑多方面的设计问题。本文以汽车引擎控制单元(ECU)为例，概要介绍了对这些问题的处理方法。

　　在过去的二十年当中，随着交通工具复杂性的日益增加，工程师已将ECU从8位MCU升级为16位以上的器件。目前，这样一个高度集成的32位 RISC MCU就是瑞萨公司的SH7058,它是一种具有1MB片上闪存和48KB RAM组成的80MHz的MCU。由于存在多种系统需求，如控制扩展级输入/输出(I/O)、借助于安全性高的通讯链接(如CAN和Flexray)与其它的车载系统进行通讯以及具有浮点精度的处理算法,当今的ECU采用高速32位MCU就是必不可少的配置。

　　除了带来新的性能优势之外，最新的32位MCU减少了电路板设计的复杂性，节省了整体PCB空间，降低了系统的功耗要求，并且减少了电噪音和抵抗电磁干扰(EMI)的能力。通常，每一个ECU的制造成本约70到100美元不等，以这一成本计算，一个MCU就占到了总成本的15%-20%。

　　采用32位MCU 的系统通常非常复杂，并且一般需要花2到4年的时间才能完成一个ECU项目，设计团队通常由1-2个硬件工程师和4-5个软件工程师组成。为取得理想进度，所有的里程碑及需要的资源必须加以正确识别。此外，从概念定义到生产的设计流程必须与开始相一致。

　　项目计划应确定设计环境，尤其是开发工具，并且要考虑测试和调试规划。图1以图解形式说明了一个假想的ECU系统图。

　　系统划分

　　在项目开发早期阶段，主要目标是确定用硬件实现什么功能，而用软件要实现什么功能。这一决定将受工程预算、元件成本、PCB空间和任务期限这些因素的影响，因而需要权衡决定。在ECU设计当中，需要运用大量的算法建模和系统仿真以解决设计划分的优化问题。目前，有一些供应商提供解决设计划分问题的方案。

　　软件问题

　　开发32位系统的时候，软件工程师必须考虑采用什么办法去许多问题。在ECU应用中，如果从以前的设计中所得的经验证的代码能够被重新使用，就会节省时间，工作量也会减少。大部分的嵌入式设计要用用到C语言，因而代码可重用的比例很高。