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基于16位控制器的汽车车身电子控制系统解决方案

2011-01-04 14:20
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  随着汽车车身控制应用复杂性的提高,对16位微控制器MCU)的性能要求也越来越高。以前曾用机械方法控制的门控、座椅调节、车内照明和空调系统现在都改成了电子控制。许多半导体厂商包括摩托罗拉公司所提供的大量专用半导体解决方案使这些新的电子控制应用成为可能。这些新的解决方案不仅提供了必要的控制功能,还提供了旧机械系统所不能提供的高级诊断能力。消费者希望新型汽车中的控制系统能及时对车内发生的任何系统工作故障发出报警信息。

  本文介绍摩托罗拉公司的MC9S12DP256 16位MCU和若干个外围IC产品,这些产品专为适应汽车系统中常见的恶劣环境而设计,此外,还详细讨论这些产品提供的高级诊断功能。图1给出了所用方案的方框图。

  电源系统

  电源系统是任何汽车系统设计中最重要的子系统之一。整体功耗、电池反极保护、汽车跳启、车辆噪声和汽车休眠功率都是必须考虑的因素。如果电源设计比较糟糕的话再好的系统也不能正常发挥作用。摩托罗拉公司提供的智能化电源半导体产品能很好地管理电源子系统的所有方面。

  摩托罗拉公司的系统级芯片(SBC)MC33989具有二个电源整流器,专为MCU和外围器件提供电源。片上还提供1个速度为1兆波特的CAN接口、4个高压唤醒输入端以及系统保护功能。这个智能化的半导体器件可以提供所有必需的系统电压,它内部有一个低噪声的200mA整流器用来给MCU子系统供电。另外,还有一个控制外部导通晶体管的装置用来给外围设备供电。这个外部导通晶体管允许调整二次电源,使之满足每种特殊应用所需的功耗极限要求。二次供电电源还能根据要求切断所选外围设备的供电,并以此达到降低功耗的目的。

  图1:车身控制器系统图例。

  输入电源直接来自车载电池。只需加一个外部二极管就能达到电池极性保护的目的。SBC可以在所有过压条件下完成保护动作。功率MOSFET工艺技术的应用也使本器件在电池电压低至4.5V时还能正常工作,当电池电压低至3V时能输出电池故障告警信号。该电源系统还有过温保护功能,温度到160摄氏度时将进行内部热关断处理,温度在130摄氏度时会输出一个告警信号。另外,SBC还能提供低功耗的休眠模式,该模式下系统的电流能减小至40μA。

  CAN收发器

  除了提供系统电源外,SBC内部还集成了一个1兆波特的CAN收发器。该收发器具有主控状态超时检测、内部热保护以及CAN+和CAN-输入端短路保护等功能。收发器内部还对CAN+和CAN-输入端进行了跳启、电池反接以及短接至电源或地的保护。

  4个高压唤醒输入端使器件具备了强大的唤醒功能。这些唤醒输入端的最大耐压能达40V。输入端的上拉源能在芯片上产生。由于只需用上拉源就能随时检测开关输入的变化,因此能较好地降低功耗。该器件还具有周期性唤醒功能。另外,SBC还提供了针对MCU的复位调节与低压检测功能。

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