先进汽车仪表板及车身控制设计要领

　　今日的汽车已迈向智能化与环保化的设计时代，在智能方面透过数字电子技术来提升汽车的安全性与舒适性，并环保方面透过油电混合及电动车等设计来达到节能省碳的目标。因此，今日汽车的电子化程度已愈来愈深，从信息娱乐、车身、安全到动力传动系统，利用电子组件来进行感测和操控的情况已深入汽车的各个角落。

　　在汽车电子的各个系统当中，往往需要采用微控制器(MCU)做为运作控制的核心，而汽车对电子系统的倚重，也刺激车用微控制器市场的快速成长。车用微控器涵盖8位、16位、32位等低、中、高阶产品等级，各有其适合的应用系统，大致如下：

　　1. 8位MCU：主要应用于车体的各个次系统，包括风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、车窗升降、低阶仪表板、集线盒、座椅控制、门控模块等较低阶的控制功能。

　　2. 16位MCU：主要应用为动力传动系统，如引擎控制、齿轮与离合器控制，和电子式涡轮系统等;也适合用于底盘机构上，如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制，和电子帮浦、电子剎车等。

　　3. 32位MCU：主要应用包括仪表板控制、车身控制、多媒体信息系统(Telematics)、引擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统，如预碰撞(Pre-crash)、自适应巡航控制(ACC)、驾驶辅助系统、电子稳定程序等安全功能，以及复杂的X-by-wire等传动功能。

　　车用MCU常见接口：CAN & LIN

　　随着今日汽车对应用功能的要求愈来愈高，需整合的系统也愈来愈复杂，使得汽车电子系统对于高阶32位MCU的需求不断提升。这类车用MCU往往被置放在高热、多尘、剧震、电子干扰严重的运作环境，因此对耐受性的要求远高于一般用途的MCU。此外，在汽车的应用环境中，车用MCU必须与多个车用电子控制装置(ECU)相连结，其中最常见的传输接口为CAN和LIN。

　　CAN又分为高速CAN和低速CAN，高速CAN的传输率可以达到1 Mbps，适用于ABS、EMS等强调实时反应的应用;低速CAN则可达到125 Kbps，适合较低速的车体零件控制。此外，CAN控制器的型式可分为旧型的1.x、标准型的2.0A和延伸型的2.0B，愈新的规格效能自然愈好，其中2.0B又可分为被动(passive)型式和主动(active)型式。

　　LIN则是较CAN更为低速且低成本的通讯方案，采用一个主节点、多个从节点的概念(最多支持16个节点)，可达 20 kbps数据传输率，总线电缆的长度最多可以扩展到40公尺。它很适合做为空调控制(Climate Control)、后照镜(Mirrors)、车门模块(Door Modules)、座椅(Seats)、智能性交换器(Smart Switches)、低成本传感器(Low-cost Sensors)等较单纯系统的分布式通讯解决方案。

　　以下将介绍应用于仪表板控制及车身控制的新一代MCU技术，并以富士通新一代的MB91770 系列和 MB91725 系列新型微控制器做为设计参考。请参考(图一)。

　　图一　仪表盘控制及车身控制MCU在汽车中的应用(以MB91770 系列和 MB91725 系列为例)