提高汽車可靠性的未來功能和概念,F(xiàn)在,創(chuàng)新的功能需要快速且確定性的數(shù)據(jù)傳輸。FlexRay通信技術(shù)不但為汽車應用提供了快速且確定性的數(shù)據(jù)傳輸,而且可實現(xiàn)容錯分布式系統(tǒng)。
汽車創(chuàng)新的未來概念
現(xiàn)在,創(chuàng)新的功能需要快速且確定性的數(shù)據(jù)傳輸。FlexRay通信技術(shù)不但為汽車應用提供了快速且確定性的數(shù)據(jù)傳輸,而且可實現(xiàn)容錯分布式系統(tǒng)。該技術(shù)在汽車中的部署和應用本質(zhì)上依賴于具有成本效益的合適的半導體產(chǎn)品。為了服務于更廣泛的市場和應用,飛思卡爾決定開發(fā)單片式FlexRay方案。跟CAN類似,F(xiàn)lexRay控制器功能將來也要集成到MCU中,從而進一步降低成本。相應的產(chǎn)品已在開發(fā)之中,預計明年將會面市。
半導體行業(yè)另一個重要趨勢是模擬功能和智能控制邏輯的集成。飛思卡爾先進的0.25微米SmartMOS-8技術(shù)可實現(xiàn)數(shù)字CMOS邏輯與模擬雙極晶體管及橫向DMOS功率晶體管的高度集成。SmartMOS-8首次使用溝道技術(shù)獲得了極高的功率晶體管封裝密度,這表明多個功率開關(guān)能以一種高效的方式集成在單個芯片上。即使小的MCU子系統(tǒng)也能以一種低成本的方式集成起來,從而實現(xiàn)全新的智能負載控制器概念,特別適用于照明和制動器(actuator)。
現(xiàn)在,中國十大汽車用品品牌行業(yè)的創(chuàng)新幾乎完全由智能電子技術(shù)驅(qū)動,很多情況下這也是唯一可以實現(xiàn)新功能特性的途徑。為了支持針對汽車應用的未來定制方案,就需要基于嵌入式閃存EEPROM技術(shù)的靈活、可配置且可編程的產(chǎn)品。因此,在專用ROM MCU的開發(fā)中,eFlash技術(shù)將受到青睞,而且將來會取代簡單的CMOS技術(shù)。此外,越來越多的EEPROM仿真基于標準eFlash存儲模塊。
面向汽車創(chuàng)新應用的未來結(jié)構(gòu),創(chuàng)新功能的實現(xiàn)通常需要越來越高性能的計算方案。與PC不同的是,在汽車應用中高性能計算能力不能簡單地依靠增加時鐘速率來實現(xiàn)。此外,汽車系統(tǒng)嚴格的實時要求大大降低了傳統(tǒng)高性能CPU的效率。一個專門針對汽車應用定制的I/O處理器模塊可掌管所有外圍模塊的處理,因此CPU得以解脫以處理純應用任務。針對時序、通信和ADC的外圍模塊控制完全交給了I/O處理器模塊。全新的16位HCS12X MCU系列就采用了這一稱為X-GATE的新概念。
提高汽車可靠性的未來功能和概念
不過,控制設備失敗的原因有可能不是由缺陷元器件造成的,而是由缺陷軟件、沒有編譯或錯誤解釋的規(guī)范,以及汽車的“噪聲”環(huán)境(如導致EMC問題的毛刺及電源噪聲等)。為減少這類失敗,飛思卡爾的新型MCU結(jié)構(gòu)增加了安全和保險性。智能“時鐘監(jiān)控”系統(tǒng)可監(jiān)控時鐘質(zhì)量,以便檢測和濾除掉引起EMC問題的噪聲。存儲器保護單元可防止個別軟件任務非法訪問存儲器和外設,并可用于檢測“軟件跑飛”情形的發(fā)生,從而可保證控制單元處于安全和穩(wěn)定的工作狀態(tài)。這種安全和保險特性的不斷集成為汽車行業(yè)“零缺陷”項目的發(fā)展做出了貢獻。
除了創(chuàng)新的功能和技術(shù)外,汽車行業(yè)還有另一個重要要求:高可靠性。流行的術(shù)語叫做“零缺陷”項目。半導體器件自然在該領域起著重要作用。汽車半導體從設計開始就需要100%的測試覆蓋率,新的芯片開發(fā)由最新的芯片設計方法和功能級驗證工具提供支持。在最后的半導體器件測試中,自動測試模式生成和全掃描測試方法是檢測邏輯錯誤的最佳方式。此外,“內(nèi)置自檢”模塊可用于檢測全掃描測試無法覆蓋的功能錯誤。