Automotive Innovations in der Elektronik-Industrie

PRODUKTINNOVATION

STMicroelectronics - applikationsoptimierte MCU-Familien

Neue 32-Bit MCUs für plattformbasiertes Design von Fahrzeugelektronik-Applikationen

STMicroelectronics hat die ersten vier Mikrocontroller in vier neuen Power Architecture™ Familien vorgestellt. Integratoren haben damit die Möglichkeit, den 32-Bit MCU-Core in Antriebsstrang-, Car-Body-, Chassis-, Sicherheits- und Instrumenten-Systemen einzusetzen. Die neuen Bausteine werden nicht nur anspruchsvolle Funktionen unterstützen, sondern auch die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit der Fahrzeuge verbessern und durch die erleichterte Wiederverwendung von Hard? und Softwareelementen für Ersparnisse bei der Entwicklung sorgen. Alle vier Produkte stehen für die umgehende Bemusterung zur Verfügung.
Sämtliche Bausteine verbinden die skalierbare e200-Core 32-Bit Power Architecture mit einer applikationsoptimierten Peripherieausstattung und großzügig bemessenem Flash-Speicher, um den Integrationsgrad anzuheben, die Wiederverwendbarkeit von Designelementen zu maximieren, die Markteinführungszeit zu verringern und die Kosten zu senken. Die Produktion mit moderner 90-nm-Technologie ergibt eine ebenso leistungsfähige wie kosteneffektive Lösung.
“Automotive-Systeme beispielsweise für Netzwerkmanagement, Komfort und Sicherheit sind inzwischen bereit für leistungsfähige 32-Bit Power Architecture”, erläutert Domenico Bille, General Manager der Car Body Division von ST. “Mit der Einführung applikationsoptimierter Plattformen, mit deren Hilfe Ingenieure ihre Investitionen in die Software? und Hardwareentwicklung maximal ausschöpfen können, werden es die neuen MCUs von ST möglich machen, die Endanwender schneller von mehr Performance und erhöhtem Nutzen profitieren zu lassen.”
Die MCU-Familien sind das Resultat des Gemeinschaftsentwicklungs-Programms zwischen ST und Freescale Semiconductor. Dass 32-Bit Mikrocontroller für den Automotive-Markt hier erstmals von zwei Anbietern beziehbar sind, verbessert die Liefersicherheit für die OEMs. Nur um eventuelle Lieferengpässe zu vermeiden akzeptierten die Kunden in der Vergangenheit meist den Mehraufwand, mit zwei verschiedenen Zulieferern zu kooperieren und in den Fahrzeugen zwei verschiedene Lösungen zu verbauen. Dazu Marco Maria Monti, General Manager der Powertrain & Safety Division von ST: “Die leistungsfähige Architektur, der umfangreiche Bestand an unterstützendem, Automotive-spezifischem IP und die besonderen Vorteile des Dual-Sourcings bieten unseren Kunden eine beispiellose Liefersicherheit verbunden mit der Möglichkeit, ganz besondere, fortschrittliche Lösungen zu realisieren.”
Für Motormanagement? und Antriebsstrang-Applikationen hat ST die SPC563M-Familie eingeführt. Diese ist für die Steuerung von Getriebesystemen mit Robotertechnik oder von 4-Zylinder-Benzinmotoren optimiert. Der On-Chip-Speicher umfasst bis zu 1,5 MByte Embedded-Flash. Mit einem speziellen Coprozessor zur Entlastung der CPU und integrierter DSP-Fähigkeit erlauben die SPC563M-Bausteine eine präzise Kontrolle der Abgaswerte. Kostensenkungen für das Gesamtsystem ergeben sich durch die breite Palette von Verbesserungen, zu denen der integrierte Klopfsensor und das große Angebot an I/O-Leitungen in den QFP-Gehäusen zählt. Als erstes eingeführt wird der SPC563M60 mit 1 MByte Flash-Speicher, und zwar zunächst im QFP144? und BGA208-Gehäuse, später auch als QFP100? und QFP176-Version.
Zielgruppe der Produktfamilie SPC560B sind Car-Body-Applikationen, deren Spektrum von Body-Peripherie (z. B. Sitzmodule) über zentrale Body-Controller bis zu Kommunikations-Gateways reicht. Neben einer geplanten Speicher-Palette von 128 KByte bis 2 MByte Flash-Speicher bringen die Bausteine spezielle Zusatz-Features für viele Applikationen mit. Zu diesen Zusätzen gehört ein hochauflösender A/D-Wandler für die sensorlose Positionsbestimmung, ein Hardwaremodul zum Generieren von Steuersignalen für mehrere Leistungs-Komponenten wie etwa Lampentreiber, ausgefeilte Stromspar-Betriebsarten sowie eine große Zahl von Kommunikationsschnittstellen. Zusätzliches Einsparpotenziel bergen die von den Bausteinen unterstützten betriebssicheren EEPROM-Emulationstechniken. Als erstes Produkt kommt der SPC560B50 mit 512 KByte Flash-Speicher, den es im LQFP100? und LQFP144-Gehäuse gibt. Die komplette Familie wird mit Gehäusen von LQFP64 bis LQFP176 angeboten.
Die Roadmap der SPC560P-Familie zielt darauf ab, die gesamte Palette konvergierender Applikationen im Chassis? und Sicherheitsbereich abzudecken, indem der Fokus auf Kompatibilität, Performance und Sicherheit gerichtet wird. Als erstes Bauelement dieser Familie wird der SPC560P50 eingeführt – ausgestattet mit 512 KByte Flash-Speicher. Neben einem großen Angebot serieller Schnittstellen sind integrierte Sicherheits-Features sowie DMA? und CRC-Einheiten vorhanden, die eine effiziente und sichere Datenverarbeitung ermöglichen, wie sie beispielsweise in komplexen Airbagsystemen erforderlich ist. Der zunächst im LQFP144? oder LQFP100-Gehäuse angebotene Baustein wird künftig auch in kleineren Gehäusen verfügbar sein. Eine ausgefeilte Motorsteuerungs-Einheit mit Unterstützung für die feldorientierte Ansteuerung von Dreiphasen-Motoren ohne Inanspruchnahme der CPU unterstützt zusätzlich die wachsende Zahl der mit Elektromotoren ausgestatteten Systeme, mit denen moderne Kraftfahrzeuge ausgestattet sind. Das hierdurch ermöglichte Plattformkonzept beim Systemdesign hilft mit, unnütze Doppelentwicklungen zu vermeiden. Die Entwicklung vernetzter Chassis-Systeme der nächsten Generation profitiert nicht zuletzt von der Tatsache, dass die SPC560P-Reihe mit einem zweikanaligen FlexRay™-Controller ausgestattet ist.
Die vierte Familie mit der Bezeichnung SPC560S deckt den gesamten Bereich der Instrumenten-Cluster-Applikationen ab, darunter auch der wachsende Markt für Instrumentengruppen auf der Basis von TFT-Displays. Erstes Produkt dieser Familie ist der SPC560S60, der eine Display Control Unit mit vier Ebenen und eingebauten Grafikspeichern enthält. Dieser Mikrocontroller ermöglicht die erfolgreiche Implementierung von Single-Chip-Lösungen für Systeme, die derzeit meist mindestens vier Einzel-Bauelemente erfordern. Alle Bausteine der Familie werden eine Standard-Peripherieausstattung mitbringen, die Treiber für analoge Anzeigeinstrumente mit Nullpunkterkennung und Diagnose, LCD-Schnittstellen und Ton-Kanäle umfasst. Dank des nur wenige Pins erfordernden vierfachen SPI-Interfaces kann der chip-interne Grafikspeicher durch externe Bauelemente aufgestockt werden. Der anfänglich mit LQFP144? und LQFP176-Gehäuse angekündigte Baustein wird in der Zukunft mit einer breiteren Palette an Speicher? und Gehäuseoptionen sowie weiter verbesserten Grafikverarbeitungs-Fähigkeiten verfügbar sein.
Alle neuen Familien sind von Grund auf für die Unterstützung der neuesten Standards im Automotive-Bereich ausgelegt, darunter die offene Systemarchitektur AUTOSAR (AUTomotive Open System ARchitecture) und der FlexRay-Standard für leistungsfähige Bordnetzwerke. Auch moderne Power-Management-Techniken sind berücksichtigt. Unter anderem macht das direkte Standby-Power-Management einen sekundären Controller entbehrlich und führt dadurch zu einer weiteren Senkung der Kosten, des Stromverbrauchs und des Platzbedarfs.