飞思卡尔汽车仪表完整解决方案

飞思卡尔汽车仪表完整解决方案

2010年1月初 “飞思卡尔充电吧”技术座谈会上展示并探讨了汽车仪表完整解决方案。论坛吸引了众多工程师、专家学者和从业人员就仪表类型、功能及适用范围展开了积极讨论。飞思卡尔半导体全球汽车微控制器产品市场工程师张曦先生，从目前主流汽车仪表市场的划分和技术热点入手，与网友一起分享了作为全球最大的汽车电子半导体供货商，飞思卡尔独特技术及先进理念。此次座谈会讨论对象涵盖了各种不同档次的汽车仪表，包括入门级两轮摩托车用仪表、六表头配合高分辨率彩色显示屏的高端仪表以及超高端针对高动态内容显示的高性能显示屏虚拟仪表。

　　入门级汽车应用是汽车产业发展最为迅速的一个细分市场之一。飞思卡尔入门级双表头黑白段码显示仪表是飞思卡尔为各种汽车仪表和工业控制所提供的经济高效的液晶显示器（LCD）控制解决方案，即8 位微控制器（MCU）系列中的MC9S08LG32 MCU。S08LG 系列为电表应用、HVAC 控制、数字恒温器、家用电器和健身器材提供经济高效的嵌入式控制和用户界面解决方案。 此外，S08LG 器件还是各种车身控制应用的理想选择，如用于新兴市场入门级车辆的组合仪表等。

　　该解决方案的优势主要有两点。首先，提供了各种闪存规模的S08LG器件采用5V电源，灵活的LCD模块电源管理配置有助于降低总功耗；其次，汽车级的8 位 MCU能够提供优良的电磁干扰（EMI）和电磁兼容（EMC）性能。

　　S08LG系列是飞思卡尔日益壮大的汽车仪表MCU产品系列阵容的成员，具有片上 LCD 驱动。S08LG MCU 系列的技术特性包括：

　　1、速率高达 40 MHz 的HCS08 CPU 内核

　　2、EEPROM 仿真的高达 32 KB 的片上双库闪存

　　3、高达2 KB的片上RAM

　　4、集成的LCD 驱动，最搞可配置为8 x 37 或 4 x 41 个分段

　　5、所有 LCD 引脚均用通用输入/输出（GPIO）复用

　　6、其他产品规范和技术数据请参阅飞思卡尔相关网页www.freescale.com/files/pr/lcd.html

　　同时专为入门级汽车的电子仪表板而设计的还有16位S12HY微控制器系列。该系列带有集成LCD和步进电机驱动，作为飞思卡尔阵容不断扩大的16位MCU系列的最新成员，集经济实用的16位性能和最佳片上功能于一身，非常适用于新兴汽车市场中成本敏感型仪表板应用。

　　S12HY MCU的优势非常明显。首先，该系列提供了最适宜的片上集成度，实现了从新兴市场中仍在使用的机械解决方案向现代机电仪表板的迁移；其次，几乎不需要离散组件，该器件的高度片上集成能够帮助降低系统成本；第三，集成的液晶显示器驱动能够为基于LCD的仪表板支持高达160个分段；第四，该器件的片上步进电机控制器最多能驱动4个仪表头，实现速度计、转速计及其他模拟表头的精确逐步控制；此外，MCU还有一个控制器区域网（CAN）模块，能够简化引擎与仪表盘之间的数据通信。

　　S12HY器件提供高达64KB的片上非易失性代码闪存，为具备纠错码（ECC）技术的数据存储提供4KB的数据闪存。飞思卡尔基于闪存的MCU的价格可与硬编码只读存储器（ROM）器件的价格相竞争，但同时又具有更大的灵活性。采用基于闪存的解决方案，开发人员可以在基于一个可重新编程的16位MCU产品，设计出各种不同的仪表板。如此简单的仪表板开发实现了系统成本的降低，更简单的制造物流和更快的产品上市时间。

　　S12HY MCU的主要特性有：

　　1、带有32 MHz总线的HCS12 CPU内核

　　2、片上内存

　　3、带有ECC的高达64KB的闪存

　　4、带有ECC的4KB数据闪存

　　5、4KB SRAM

　　6、集成的LCD 驱动，可配置最多40 x 4段 （共160分段）

　　7、带有4个仪表头驱动的步进电机控制器

　　8、可扩展控制器区域网 (MSCAN)模块 (支持CAN 2.0A/B)

　　9、带有内部过滤器的锁相环 (PLL) 倍频器

　　10、两个带有I/O通道的定时器模块，能够提供各种16位输入捕捉、输出对比、计数和脉冲累加器功能

　　11、带有最多8个8位通道的脉宽调制模块(PWM)

　　12、高达8通道、10位分辨率模数转换器

　　13、串行外设接口 (SPI)模块

　　14、串行通信接口 (SCI) 模块，支持LIN 2.0、2.1 和 SAE J2602 通信

　　15、内部集成电路 (I2C)模块

　　16、片上电压调节器(VREG)，用于调节输入电源和内部电压

　　17、64脚和100脚扁平封装（LQFP）

　　
S12HY Example Applications

　　而为了解决使用TFT（薄膜电晶体)显示器的下一代汽车组合仪表应用的需求，飞思卡尔扩大Power Architecture MCU组合，推出了MPC560xS MCU系列，即六表头配合高分辨率彩色显示屏的高端仪表。该系列同时也是为了满足需要32位性能、且对成本敏感的大量汽车应用的需求。

　　TFT显示器曾只限于高端车辆，但目前在中低端车辆中的使用开始普及。MPC560xS产品系列采用经济高效的单芯片解决方案直接驱动TFT显示屏，能够同时满足入门级系统和复杂的组合仪表应用的要求。MPC560xS器件不仅支持汽车仪表盘里的TFT显示屏，而且能够驱动模拟量表和液晶显示屏（LCD）。

　　MPC560xS MCU的优势在于其能够轻松处理复杂的图形内容，如照片、图表、语言和字体等。该系列包括复杂的集成显示控制器（DCU）驱动WVGA(Wide Video Graphics Array) TFT显示屏。内部显示存储器可以用来帮助处理图形内容以达到在彩色TFT面板上显示的目的。如果要在HVGA(Half-VAG)大小的屏幕尺寸上显示图形内容，可以在串行闪存中使用QuadSPI接口，以扩大显示内存的方式实现。MPC560xS系列提供可扩展解决方案，目前已经推出1MB的闪存样品，以后将推出更大和更小的闪存版本。

　　
MPC560xS Family Overview

　　为了提升在32位汽车系统和嵌入式系统市场上的领导地位，飞思卡尔半导体推出了一种高度集成的片上系统（SoC）处理器MPC5121e。该处理器可以优化需要支持复杂图像处理、多媒体应用和实时音频处理功能的高性能、功耗敏感型应用。MPC5121e器件基于PowerArchitecture™技术，是飞思卡尔mobileGT处理器系列中的最新产品。该系列是信息通信领域使用最广泛的平台解决方案。其运用了先进的90纳米低功耗CMOS技术，可以在一个低功耗封装中提供超常的多媒体性能和功能丰富的用户界面，而且不会降低灵活性和强韧性。它完全符合汽车行业标准，因此是信息通信、连接和驾驶员交互车载应用的理想产品。

　　飞思卡尔副总裁兼微控制器部总经理MikeMcCourt表示：“MPC5121e是飞思卡尔面向信息通讯应用的功能最强大、功能最丰富的处理器。该器件的多核架构将PowerArchitecture核心、专用的2D/3D图形处理核心和强大的实时音频及多媒体增强型协处理器结合在一起。这些核心的综合功能使该处理器非常适合需要先进的显示、图像功能/多媒体加速、网络连接性和海量存储的下一代应用。”