为适应汽车电子系统的发展潮流,各国的半异体和软件制造商纷纷推出相应的嵌入式
SoC 产品。
著名的
SoC 硬件平台包括:Intel 公司的 StrongArm 核心处理器,拥有 32 位 RISC 数据总线、
512KB 的 FLASH、
256KB 的 SRAM 和 16 位 THUMB 指令集,支持在片调试、三级流水线技
术和
LCD 控制;Motorola 公司的 Dragonball 核心处理器,它是 32 位 RISC 处理器,拥有
16.85MHz 时钟频率和 2.7MIPS 的处理速度,无缝集成 SRAM、EPROM、FLASH、LCD 控制
器和
PWM 输出,支持 16 位端口 DRAM;NEC 公司的 VR 核心处理器,它是 64 位 RISC 芯
片,拥有
300MHz 时钟和 603MIPS 的处理程度,集成统一的 L2 高速缓冲存储器、DRAM 控
制器、
PCI-X 网桥和 10/100MAC 设备。著名的 SoC 软件平台即实时操作系统包括
“QNX 公司
的
QNX、Wind River 公司的 Vxworks 和 Integrated System 公司的 PSOSystem。它们都是实时、
微核、基于优先级、消息传递、抢占式多任务、多用户分布式网络操作系统,拥有模块化结构,
内核运行高速稳定,通信能力和扩展裁剪能力很强。
在上述平台中,
StrongArm 核心处理器和 Dragonball 核心处理器以及 VxWorks 操作系统在
汽车
SoC 系统中有着良好的应用前景。
五:
soc 系统的典型应用
汽车嵌入式
SoC 系统充分适应了汽车的工作环境和技术要求,在汽车电子技术上广泛应用。
其中北京理工大学正在研究的汽车
ABS/ASR/ACC 订成化控制系统具有代表性。
ABS/ASR/
ACC 集成化系统是综合了制动防抱死功能(ABS)、驱动防滑功能(ASR)和自适应巡航
功能(
ACC)的汽车新型主动安全系统,系统结构如图 2 所示。其在硬件上充分利用各个子
系统的现有元件,轮速传感器、发动机转速传感器、节气门位置传感器、加速踏板传感器和探
测雷达组成传感器网络,共用控制器和执行元件。在软件上应用信息融合、集中控制技术,
通过对制动力矩和发动机输出功率的综合调节实现汽车制动防抱死、驱动防滑和自适应巡航
功能。控制过程充分考虑三个逻辑模块上的相互关系,实现信息融合共享,例如
ABS 与
ASR 的车轮滑动率计算可以统一,ACC 探测雷达获取的车速信息可以用来修正 ABS 参考
车速。
系统选用
32 位 SoC 硬件平台如 Dragon ball 核心的 MC68E328 以代原来的 16 位 ABS 控制器,
提高了硬件处理速度与抗干扰能力,端口资源也更丰富。车载雷达选用法国
AutoCruise 公
司生产的
AC110 型 77GHz 毫米波车载协达,雷达信号的处理采用 DSP 处理器,并通过
CAN 总线与 ABS/ASR/ACC 集成系统控制器进行通信。CAN 总线传输具有数据差动收发、容
错和非破坏性仲裁的能力,传输速率高达成
Mbps。采用 CAN 通信提高了控制系统的实时性,
并为系统功能扩展和整车传感器信息共享提供了方便。
CAN 通信拓扑结构如图 3 所示。