PRODUKTINNOVATION
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Neue Mikrocontroller für die Automobiltechnik
Optimierte 32-Bit MCUs der nächsten Generation tragen dem
Kostendruck von Chassis-, Sicherheits-, Instrumentencluster- und
Karosserieelektronik Rechnung.
Freescale Semiconductor hat sein Angebot an Mikrocontrollern (MCUs) basierend auf Power Architecture weiter ausgebaut und adressiert damit ein breites Spektrum von Automobilapplikationen, die 32-Bit-Leistung benötigen. Das Unternehmen hat drei neue Automotive MCU-Familien vorgestellt, die für Sicherheits-, Chassis-, Instrumentencluster-, Karosserieelektronik- und Gateway-Projekte optimiert wurden.
Die drei auf einer 90-nm Technologie gefertigten Power Architecture MCU-Familien wurden zusammen mit STMicroelectronics im Rahmen eines im Januar 2006 ins Leben gerufenen gemeinsamen Entwicklungsprogramms entwickelt. Die auf dem e200 Power Architecture-Kern basierenden MCU-Produkte werden durch eine durchgängige, aus Hard- und Software bestehende Supportlandschaft unterstützt. Systementwickler können ihre Entwicklung durch die Wiederverwendung von Code und Entwicklungstools vereinfachen und beschleunigen.
“Die Power Architecture-Technologie etabliert sich als De-facto 32-Bit Standard für den weltweiten Automobilmarkt, denn die Architektur gewinnt gerade in solchen Applikationssegmenten an Moment, die außergewöhnliche Rechenleistung und Skalierbarkeit voraussetzen,” erklärte Paul Grimme, Senior Vice President und General Manager der 'Microcontroller Solutions Group' im Hause Freescale. “Die drei neuen Produktfamilien sind für rechenintensive Applikationen optimiert, mit deren Hilfe die nächste Autogeneration noch sicherer, preislich attraktiver und fahrerfreundlicher wird.”
Chassis- und Sicherheitslösungen
Die MPC560xP MCU-Familie von Freescale soll Automobilingenieuren dabei helfen, Hydraulik- und Mechanikkomponenten durch leichtere elektrische Systeme zu ersetzen, die nur dann Leistung verbrauchen, wenn sie in Betrieb sind. Eine vermehrte Nutzung von elektrischen Systemen in Automobilen trägt dazu bei, das Fahrzeuggewicht, den Benzinverbrauch und auch den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Die MPC560xP-Familie ist für automobile Chassis- und Sicherheitsfunktionen wie Stabilitäts- und Sicherheitssysteme, elektrische Lenk- und Bremshilfen sowie Hybrid-Powertrainsysteme konzipiert.
Die MPC560xP-Bausteine sind mit schnellen A/D-Wandlern (ADC) und Präzisionstimern ausgestattet, mit deren kombinierter Hilfe sich elektrische Motoren effizient und bedarfsorientiert steuern lassen. Eine auf dem Chip integrierte Cross Triggering Unit verwaltet das Timing für Abtastvorgänge und sorgt so für eine Steigerung der Systemeffizienz und eine Senkung der Systemkosten, da die sonst üblichen, häufig auftretende Interrupts erst gar nicht am MCU-Kern auflaufen. Das hoch auflösende 120MHz PWM-Modul unterstützt wichtige Motorsteuerungsfunktionen wie Totzeitausgleich und -korrektur oder eine intelligente Abschaltung im Fehlerfall.
Der in der Automobilindustrie vorherrschende Trend, mechanische Systeme durch elektromechanische zu ersetzen, setzt voraus, dass elektronische Komponenten höchsten Sicherheitsstandards entsprechen. Die MPC560xP-Familie hilft Automobilingenieuren bei der Realisierung von Systemen, die wichtige Anforderungen in Bezug auf die funktionale Sicherheit erfüllen - beispielsweise die IEC61508. Integrierte Funktionen wie eine auf dem Chip integrierte Einheit zur Erfassung auftretender Fehler sollen bessere Einblicke in den Status der MCU ermöglichen. SRAM und Flashspeicher sind mit ECC-Funktion (Error Correction Coding) ausgestattet. Zur Erfassung von Systemzuständen wurden ein Temperatursensor und eine Taktüberwachung auf dem Chip integriert. Darüber hinaus unterstützt die MPC560xP-Familie das FlexRay™-Netzwerkprotokoll. Dieses gewährleistet eine robuste und redundante fahrzeuginterne Kommunikation, die 10-mal schneller abläuft als mit anderen Protokollen.
Elektronik für Instrumentencluster
Die MPC560xS MCU-Familie soll die nächste Generation von automobilen Kombiinstrumenten unterstützen, für die TFT-Displays (Thin Film Transistor) zum Einsatz kommen. Die einst Fahrzeugen der Oberklasse vorbehaltenen TFTs sind mittlerweile auf dem Vormarsch in Klein- und Mittelklassewagen. Die MPC560xS Produktfamilie adressiert die Systemanforderungen, die anspruchsvolle Instrumentencluster der Einstiegsklasse stellen, mit einer kostengünstigen Single-Chip-Lösung zur direkten Ansteuerung von TFT-Displays. Die MPC560xS-Bausteine unterstützen nicht nur TFT-Displays in Instrumentenkonsolen, sie können auch analoge Anzeigen und LCD-Displays (Liquid Crystal Displays) ansteuern.
In die MPC560xS MCUs wurde eine intelligente Display Control Unit (DCU) integriert, die zur Ansteuerung von TFT LCD-Displays im WQVGA-Format dient. Mit den internen Speicherressourcen lassen sich auch komplexe Grafikinhalte (Bilder, Icons, Buchstaben, Schriften) auf einem TFT-Panel darstellen. Grafikinhalte in Formaten bis zu HVGA (Half VGA) können bewältigt werden, indem der Speicher mit Hilfe eines QuadSPI (Quad Serial Peripheral Interface) für serielle Flashspeicher erweitert wird. Mit der MPC560xS-Familie steht eine skalierbare Lösung mit aktuell 1MB Flashspeicher zur Verfügung. Diese Version wird derzeit bemustert, Versionen mit größerem und kleinerem Flashspeicher sind für die Zukunft geplant.
Karosserieelektronik und Gateway-Lösungen
Die MPC560xB MCU-Familie von Freescale bietet ein optimales Preis-/ Leistungsverhältnis für den Einsatz in zentralen Innennenraumsteuergeräten, Gateways, Komfortfunktionen (Türen, Sitze, Innenbeleuchtung), Sicherheitsfunktionen (passive Schließsysteme, Wegfahrsperren, Reifendruckmessung) und Lichtsteuerungen (Scheinwerfer, Bremslichter, Richtungsanzeiger).
Neben anderen Peripheriemodulen, die eine breite Palette von Funktionen in vernetzten Innennenraumsteuergeräten abdecken, verfügen die MPC560xB MCUs über auf dem Chip integrierte Module für die Kommunikation über CAN (Controller Area Network) und LIN™ (Local Interconnect Network). Die MPC560xB-Familie, die zunächst mit 512KB erhältlich ist, wird in Zukunft noch mit weiteren Flashoptionen angeboten. Entwickler können so bei Bedarf auf leistungsfähigere Lösungen umsteigen. Der Befehlssatz der MCUs wurde so konzipiert, dass der Codeumfang über VLE (Variable Length Encoding) minimiert werden kann. Durch einen Mix aus 16-Bit- und 32-Bit-Befehlen können Ingenieure im Karosseriebereich den benötigten Codeumfang deutlich reduzieren.
Umfassende Entwicklungsunterstützung
Die auf der Power Architecture-Technologie basierenden Automotive-MCUs von Freescale werden durch eine umfangreiches Angebot an Evaluationsboards und Softwaretools unterstützt, unter anderem durch Compiler, Debugger und Tools für die Modellierung. Durch den Zugang zu diesen ausgefeilten Werkzeugen reduziert sich die Komplexität der Applikationsentwicklung ebenso wie die für Debuggen und Validierung benötigte Zeit während der Prototypen- und Softwareintegrationsphasen. Freescale bietet Standard-AUTOSAR- und Motorsteuerungsbibliotheken an, mit deren Hilfe Automobilingenieure die Entwicklungszeit verkürzen und die Leistungsfähigkeit ihrer Applikation optimieren können.
Freescale Semiconductor hat sein Angebot an Mikrocontrollern (MCUs) basierend auf Power Architecture weiter ausgebaut und adressiert damit ein breites Spektrum von Automobilapplikationen, die 32-Bit-Leistung benötigen. Das Unternehmen hat drei neue Automotive MCU-Familien vorgestellt, die für Sicherheits-, Chassis-, Instrumentencluster-, Karosserieelektronik- und Gateway-Projekte optimiert wurden.
Die drei auf einer 90-nm Technologie gefertigten Power Architecture MCU-Familien wurden zusammen mit STMicroelectronics im Rahmen eines im Januar 2006 ins Leben gerufenen gemeinsamen Entwicklungsprogramms entwickelt. Die auf dem e200 Power Architecture-Kern basierenden MCU-Produkte werden durch eine durchgängige, aus Hard- und Software bestehende Supportlandschaft unterstützt. Systementwickler können ihre Entwicklung durch die Wiederverwendung von Code und Entwicklungstools vereinfachen und beschleunigen.
“Die Power Architecture-Technologie etabliert sich als De-facto 32-Bit Standard für den weltweiten Automobilmarkt, denn die Architektur gewinnt gerade in solchen Applikationssegmenten an Moment, die außergewöhnliche Rechenleistung und Skalierbarkeit voraussetzen,” erklärte Paul Grimme, Senior Vice President und General Manager der 'Microcontroller Solutions Group' im Hause Freescale. “Die drei neuen Produktfamilien sind für rechenintensive Applikationen optimiert, mit deren Hilfe die nächste Autogeneration noch sicherer, preislich attraktiver und fahrerfreundlicher wird.”
Chassis- und Sicherheitslösungen
Die MPC560xP MCU-Familie von Freescale soll Automobilingenieuren dabei helfen, Hydraulik- und Mechanikkomponenten durch leichtere elektrische Systeme zu ersetzen, die nur dann Leistung verbrauchen, wenn sie in Betrieb sind. Eine vermehrte Nutzung von elektrischen Systemen in Automobilen trägt dazu bei, das Fahrzeuggewicht, den Benzinverbrauch und auch den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Die MPC560xP-Familie ist für automobile Chassis- und Sicherheitsfunktionen wie Stabilitäts- und Sicherheitssysteme, elektrische Lenk- und Bremshilfen sowie Hybrid-Powertrainsysteme konzipiert.
Die MPC560xP-Bausteine sind mit schnellen A/D-Wandlern (ADC) und Präzisionstimern ausgestattet, mit deren kombinierter Hilfe sich elektrische Motoren effizient und bedarfsorientiert steuern lassen. Eine auf dem Chip integrierte Cross Triggering Unit verwaltet das Timing für Abtastvorgänge und sorgt so für eine Steigerung der Systemeffizienz und eine Senkung der Systemkosten, da die sonst üblichen, häufig auftretende Interrupts erst gar nicht am MCU-Kern auflaufen. Das hoch auflösende 120MHz PWM-Modul unterstützt wichtige Motorsteuerungsfunktionen wie Totzeitausgleich und -korrektur oder eine intelligente Abschaltung im Fehlerfall.
Der in der Automobilindustrie vorherrschende Trend, mechanische Systeme durch elektromechanische zu ersetzen, setzt voraus, dass elektronische Komponenten höchsten Sicherheitsstandards entsprechen. Die MPC560xP-Familie hilft Automobilingenieuren bei der Realisierung von Systemen, die wichtige Anforderungen in Bezug auf die funktionale Sicherheit erfüllen - beispielsweise die IEC61508. Integrierte Funktionen wie eine auf dem Chip integrierte Einheit zur Erfassung auftretender Fehler sollen bessere Einblicke in den Status der MCU ermöglichen. SRAM und Flashspeicher sind mit ECC-Funktion (Error Correction Coding) ausgestattet. Zur Erfassung von Systemzuständen wurden ein Temperatursensor und eine Taktüberwachung auf dem Chip integriert. Darüber hinaus unterstützt die MPC560xP-Familie das FlexRay™-Netzwerkprotokoll. Dieses gewährleistet eine robuste und redundante fahrzeuginterne Kommunikation, die 10-mal schneller abläuft als mit anderen Protokollen.
Elektronik für Instrumentencluster
Die MPC560xS MCU-Familie soll die nächste Generation von automobilen Kombiinstrumenten unterstützen, für die TFT-Displays (Thin Film Transistor) zum Einsatz kommen. Die einst Fahrzeugen der Oberklasse vorbehaltenen TFTs sind mittlerweile auf dem Vormarsch in Klein- und Mittelklassewagen. Die MPC560xS Produktfamilie adressiert die Systemanforderungen, die anspruchsvolle Instrumentencluster der Einstiegsklasse stellen, mit einer kostengünstigen Single-Chip-Lösung zur direkten Ansteuerung von TFT-Displays. Die MPC560xS-Bausteine unterstützen nicht nur TFT-Displays in Instrumentenkonsolen, sie können auch analoge Anzeigen und LCD-Displays (Liquid Crystal Displays) ansteuern.
In die MPC560xS MCUs wurde eine intelligente Display Control Unit (DCU) integriert, die zur Ansteuerung von TFT LCD-Displays im WQVGA-Format dient. Mit den internen Speicherressourcen lassen sich auch komplexe Grafikinhalte (Bilder, Icons, Buchstaben, Schriften) auf einem TFT-Panel darstellen. Grafikinhalte in Formaten bis zu HVGA (Half VGA) können bewältigt werden, indem der Speicher mit Hilfe eines QuadSPI (Quad Serial Peripheral Interface) für serielle Flashspeicher erweitert wird. Mit der MPC560xS-Familie steht eine skalierbare Lösung mit aktuell 1MB Flashspeicher zur Verfügung. Diese Version wird derzeit bemustert, Versionen mit größerem und kleinerem Flashspeicher sind für die Zukunft geplant.
Karosserieelektronik und Gateway-Lösungen
Die MPC560xB MCU-Familie von Freescale bietet ein optimales Preis-/ Leistungsverhältnis für den Einsatz in zentralen Innennenraumsteuergeräten, Gateways, Komfortfunktionen (Türen, Sitze, Innenbeleuchtung), Sicherheitsfunktionen (passive Schließsysteme, Wegfahrsperren, Reifendruckmessung) und Lichtsteuerungen (Scheinwerfer, Bremslichter, Richtungsanzeiger).
Neben anderen Peripheriemodulen, die eine breite Palette von Funktionen in vernetzten Innennenraumsteuergeräten abdecken, verfügen die MPC560xB MCUs über auf dem Chip integrierte Module für die Kommunikation über CAN (Controller Area Network) und LIN™ (Local Interconnect Network). Die MPC560xB-Familie, die zunächst mit 512KB erhältlich ist, wird in Zukunft noch mit weiteren Flashoptionen angeboten. Entwickler können so bei Bedarf auf leistungsfähigere Lösungen umsteigen. Der Befehlssatz der MCUs wurde so konzipiert, dass der Codeumfang über VLE (Variable Length Encoding) minimiert werden kann. Durch einen Mix aus 16-Bit- und 32-Bit-Befehlen können Ingenieure im Karosseriebereich den benötigten Codeumfang deutlich reduzieren.
Umfassende Entwicklungsunterstützung
Die auf der Power Architecture-Technologie basierenden Automotive-MCUs von Freescale werden durch eine umfangreiches Angebot an Evaluationsboards und Softwaretools unterstützt, unter anderem durch Compiler, Debugger und Tools für die Modellierung. Durch den Zugang zu diesen ausgefeilten Werkzeugen reduziert sich die Komplexität der Applikationsentwicklung ebenso wie die für Debuggen und Validierung benötigte Zeit während der Prototypen- und Softwareintegrationsphasen. Freescale bietet Standard-AUTOSAR- und Motorsteuerungsbibliotheken an, mit deren Hilfe Automobilingenieure die Entwicklungszeit verkürzen und die Leistungsfähigkeit ihrer Applikation optimieren können.
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