瑞萨为汽车电子应用市场提供最佳MCU和解决方案

瑞萨的汽车用MCU

　　瑞萨的汽车用MCU已有25年以上的历史，在世界汽车用MCU中占有20%以上的市场份额。瑞萨的汽车用MCU被Bosch、Continental、Delphi、TRW、Aisin和Denso等世界主要的汽车电子制造商所采用。这些汽车电子制造商的产品又被世界上的众多汽车制造商所采用。对汽车来说，质量和性能最为重要，汽车制造商、汽车电子制造商对瑞萨的汽车用MCU所具备的高质量、高性能给予了很高的评价。由于取得了这些实际成绩，瑞萨又从当时尚未使用瑞萨产品的汽车电子制造商那里获得了许多贸易合同，这些汽车电子制造商正在使用瑞萨的汽车用MCU进行汽车电子产品的开发。下面将介绍应用于32位MCU的新产品的解决方案。

多核技术

　　最终决定汽车“智能”的是MCU和MPU的基本性能。PC和服务器的MPU的消耗功率随着CPU的高速化而增加并达到极限，虽然向多核化发展的向量变了，但这对于汽车用的高端MCU和MPU还是一样的。汽车用MCU的使用环境很严苛，需要在高温下工作。例如，发动机ECU当初置于车厢内，而现在被安装到发动机舱中，要在温度为125 ℃的环境下工作。所以，必须把它的发热量控制到比PC等小得多。频率自然是有上限的，在压低频率的同时又使性能提高的方法就是多核技术。瑞萨对控制器和处理器分别采用SH-2A和SH-4A两个多核化方法来开发新产品。

图1 Multi-Core在汽车电子中的应用形式

　　另一个与PC的不同之处是在汽车用MCU和MPU中，PC那样的对称多处理SMP（Symmetric Multi-Processing)还不能满足全部的必要条件。图1是多核技术在汽车电子中的一般应用形式。发动机和变速箱控制、刹车和转向控制、车辆协调、多媒体等各自所需的多核形式和处理方式与图1所示的有所不同。例如，发动机和变速箱控制采取双核方式时，要作为两个互不干预的实时控制系统进行工作，就应当采用不对称多处理AMP(Asymmetric Multi-Processing)。任务的分配采取程序指定方式。另外，趋向于by-wire方式的刹车和转向控制要使二个内核完全相同地工作，以保证系统的冗余性。这就必需采取能够对二个内核的工作状况进行比较监视的结构形式。为此，瑞萨在刹车和转向控制用MCU的SH-2A内增添了Lock-Step Dual功能。这种功能如图2所示，它在经常对2个CPU的工作状况进行比较的同时，还双工地对DMA控制器和外围用总线桥的工作状况进行比较监视。

图2 SH-2A Lock-Step Dual功能

发动机和变速箱控制

　　汽车的尾气排放是造成空气污染和地球变暖等的原因之一。因此，汽车产业一直在为尽量减少并净化所排放的尾气而努力。减少尾气排放的最主要方法是使燃料高效地转化为旋转动力，传送给车轮。用更少的燃料得到更大的旋转动力，就可以节省燃料费用。为了实现这一目标，必须要有精度高的动力系。动力系由发动机、离合器、变速箱、差动齿轮和驱动轴等构成，发动机和变速箱用ECU进行电子式的控制。为了进行复杂的控制需要高速执行大规模的控制算法，ECU必需能够高速工作，并且内置大容量快速擦写存储器的微型计算机。而且，近来要求ECU在用于发动机控制时，要安装到高温的发动机舱内；而在用于变速箱控制时，要安装到高温的润滑油中。都必须能够在125℃条件下稳定工作。