經(jīng)驗分享:如何選擇汽車電子系統(tǒng)中的處理器
2009年,中國以年銷售汽車1300萬輛的記錄成為全球第一汽車消費大國,這是自汽車誕生以來美國第一次落榜汽車消費龍頭,這個中國汽車電子市場注入了強勁的發(fā)展動力。
汽車正經(jīng)歷著一場數(shù)字革命的洗禮:純機械系統(tǒng)和模擬電子的時代一去不復(fù)返?,F(xiàn)今的汽車是數(shù)字化的汽車,內(nèi)置了幾十甚至上百個嵌入式處理器,它們通過數(shù)字網(wǎng)路相互連接,以控制和優(yōu)化汽車內(nèi)幾乎每一個系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)。將來的汽車會集成更多的處理器,因為先進的應(yīng)用和性能要求更為復(fù)雜的信號處理算法,包括安全、引擎和尾氣排放控制、駕駛者與汽車的交互界面,以及車內(nèi)信息和娛樂系統(tǒng)等?!?/P>
汽車市場要求處理器供應(yīng)商做出長期的承諾。例如,汽車制造商有時要求其供應(yīng)商對某一處理器產(chǎn)品提供長達(dá)10~15年的供應(yīng)承諾。下面我們將探討針對汽車數(shù)字信號處理應(yīng)用的各種處理器類型,以及各個類型的優(yōu)缺點。此外,我們還將分析汽車應(yīng)用的特殊要求對面向汽車市場的處理器的影響。
汽車應(yīng)用中處理器的選擇
汽車系統(tǒng)所用處理器的選擇受多種因素的影響。最主要的選擇標(biāo)準(zhǔn)一般包括汽車認(rèn)證資格、片上集成度、性能、價格和節(jié)能等。軟件開發(fā)工具的質(zhì)量及軟件組件的可用性也會影響到處理器的選擇。處理器供應(yīng)商對其產(chǎn)品的承諾以及將來的發(fā)展規(guī)劃等也是重要的考慮因素。
由于關(guān)系到生命安全,汽車引擎、氣囊控制和剎車系統(tǒng)等關(guān)鍵的汽車安全系統(tǒng)對處理器有十分嚴(yán)格的可*性和耐用性要求。因此,汽車安全系統(tǒng)應(yīng)用對處理器供應(yīng)商來說是最嚴(yán)峻的考驗。這些應(yīng)用要求處理器獲得汽車認(rèn)證資格,而且這類處理器都需要專門的設(shè)計、制造、封裝和測試方法。
有許多非關(guān)鍵信號處理汽車系統(tǒng)也需要大量的處理器,比如車內(nèi)導(dǎo)航和娛樂設(shè)備。盡管汽車整車制造商和汽車電子系統(tǒng)供應(yīng)商對這類應(yīng)用也要求高質(zhì)量的組件,但要求畢竟沒有關(guān)鍵性安全應(yīng)用那么高。例如,用于車內(nèi)系統(tǒng)的處理器一般不要求獲得汽車認(rèn)證資格。
現(xiàn)在,對性能要求最高的汽車信號處理應(yīng)用是車內(nèi)導(dǎo)航和娛樂系統(tǒng)。再過幾年這一情形可能有所改變,因為新的安全系統(tǒng)開始采用視頻和雷達(dá)處理,而且引擎和剎車控制系統(tǒng)將采用基于模型的復(fù)雜計算方法,目前流行的查找表參考方法也將被復(fù)雜的實時運算方法所替代。
在處理器上集成適當(dāng)?shù)耐庠O(shè)、存儲器和I/O接口有助于提高性能和穩(wěn)定性,以及降低功耗和系統(tǒng)成本。汽車應(yīng)用的片上集成要求與其它信號處理應(yīng)用有很大的區(qū)別。因此,面向汽車應(yīng)用市場的供應(yīng)商必須針對這些應(yīng)用的特殊要求而專門設(shè)計其處理器。多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器對面向汽車控制系統(tǒng)的處理器特別有用。例如,一個引擎控制系統(tǒng)一般要接收來自數(shù)十個模擬傳感器的輸入信號。
附表:處理器類型、代表性供應(yīng)商及處理器樣品
對面向汽車控制系統(tǒng)的處理器來說,片上閃存是一個關(guān)鍵特性,因為這些系統(tǒng)要使用很大的查找表,有時需要現(xiàn)場更新。如引擎控制系統(tǒng)所用的查找表就包含來自各種控制組件(比如加油器和點火線圈)的數(shù)萬個校準(zhǔn)點(或類似輸出值)。校準(zhǔn)點數(shù)據(jù)一般是在汽車出廠前在實驗室確定的,但汽車使用一段時間后某些校準(zhǔn)點可能需要調(diào)整。片上閃存就可以利用從汽車經(jīng)銷商處下載的數(shù)據(jù)現(xiàn)場更新校準(zhǔn)點或控制算法的其它參數(shù)。
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