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使用协处理方式解决车身电子开发问题分析
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2017-11-30
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开发汽车车身电子应用的硬件和软件工程师当前面临着非常严峻的挑战。这些问题往往会直接冲突。例如，如何提高系统的预处理能力，同时满足更严格的电磁兼容（EMC）法规？如何将更多功能集成到模块中，同时解决降低成本的问题？要解决所有这些问题，就需要提供一个比前几代微处理器功耗都更低的解决方案。应该从何处着手呢？
飞思卡尔半导体的解决方案并不是简单地开发一个新系列的微处理器，设计运行更快的CPU（这些方法只能解决一部分问题），而是增加了一个小型的协处理引擎，与主内核并行运行。这就意味着很多通常由主内核处理的例行任务将由协处理器处理，从而降低主内核的负荷。与S12X系列类似，飞思卡尔在新的Power Architecture MPC551x系列汽车微控制器上提供了这种技术，帮助开发者应对上述挑战。
第二个处理引擎有什么作用呢？它可以高效地并行处理用户可选任务，而让主CPU运行应用程序代码。例如，所有类型的中断都能由协处理器处理，从而降低主内核的开销。再举一个例子，来自CAN或LIN等通信网络的信息可以完全由“CPU”助理处理，使主内核能够专注于专门任务的处理。这些协处理引擎甚至可以设置自己中断优先级，使系统能够得到完全优化。
协处理如何降低功耗？
要达到最佳功耗级别，必须要求MCU性能在任何时候都只执行任务必需的性能。通过为系统添加一个协处理器，可以立即增加第二个处理单元。当MCU被从休眠模式唤醒时，它就可以根据所执行任务的不同，开始在主CPU或协处理器上执行代码。这可以实现最佳处理，从而只消耗执行任务所必需的最低功耗。例如，MCU可能必须唤醒和检查一些端口，进行一些ADC测量，然后进入休眠状态。简单的例程可以使用该CPU助理来执行，重要的是，它消耗的功耗更低。随着时间的推移，唤醒或休眠模式的这种循环可以极大地降低平均功耗。
可以看到，通过为MCU系统添加一个协处理器，可以实现出色的EMC性能，降低平均功耗，并提高吞吐量性能。
如何为系统添加更多功能？
当今的开发者需要灵活性，让系统灵活适应最终用户的需求，这就意味着需要一种开发片上系统产品的新方法。带有通用外围设施的传统MCU无法实现这种灵活性，除非添加昂贵的外围组件。
飞思卡尔为系统添加一个协处理器，可为开发者提供一种定制模块的低成本方法，以满足甚至超过最终客户的要求。最重要的是，它还提供了一个全面的应用示例和专门软件库。例如，用户可以轻松添加更多信道，用于处理计时器功能、脉冲宽度调制，甚至新的通信接口，而无需增加组件数量或系统成本。飞思卡尔提供所有的软件和专业知识，为用户的板卡提供这种广泛的灵活性。
如何降低总系统成本？
在这一设计思路指导下，我们可以通过一个具体实例来解释如何降低总体系统成本：假设用户需要驱动TFT或LCD显示器，而不想增加总的系统芯片数量，那么通过协处理器就可以实现，而且不需要添加昂贵的外部显示器驱动。或者，如果用户需要一个全面的安全和看门狗系统，飞思卡尔也可以提供软件和专业知识，在芯片上创建这种系统，而不增加任务的额外硬件成本。同时，当开发者需要自由地寻找最佳解决方案和进行创新时，飞思卡尔也会提供完全支持，确保系统设计与新兴软件标准（如Autosar）没有任何冲突。
总体来说，飞思卡尔认为使用协处理方法可以最好地解决与车身电子开发相关的问题，提供最大的灵活性、最佳的系统性能、更低的总系统成本。同时，飞思卡尔的广泛协处理专利技术也可为用户提供有力支持。
飞思卡尔半导体的解决方案并不是简单地开发一个新系列的微处理器，设计运行更快的CPU（这些方法只能解决一部分问题），而是增加了一个小型的协处理引擎，与主内核并行运行。这就意味着很多通常由主内核处理的例行任务将由协处理器处理，从而降低主内核的负荷。与S12X系列类似，飞思卡尔在新的Power Architecture MPC551x系列汽车微控制器上提供了这种技术，帮助开发者应对上述挑战。
第二个处理引擎有什么作用呢？它可以高效地并行处理用户可选任务，而让主CPU运行应用程序代码。例如，所有类型的中断都能由协处理器处理，从而降低主内核的开销。再举一个例子，来自CAN或LIN等通信网络的信息可以完全由“CPU”助理处理，使主内核能够专注于专门任务的处理。这些协处理引擎甚至可以设置自己中断优先级，使系统能够得到完全优化。
协处理如何降低功耗？
要达到最佳功耗级别，必须要求MCU性能在任何时候都只执行任务必需的性能。通过为系统添加一个协处理器，可以立即增加第二个处理单元。当MCU被从休眠模式唤醒时，它就可以根据所执行任务的不同，开始在主CPU或协处理器上执行代码。这可以实现最佳处理，从而只消耗执行任务所必需的最低功耗。例如，MCU可能必须唤醒和检查一些端口，进行一些ADC测量，然后进入休眠状态。简单的例程可以使用该CPU助理来执行，重要的是，它消耗的功耗更低。随着时间的推移，唤醒或休眠模式的这种循环可以极大地降低平均功耗。
可以看到，通过为MCU系统添加一个协处理器，可以实现出色的EMC性能，降低平均功耗，并提高吞吐量性能。
如何为系统添加更多功能？
当今的开发者需要灵活性，让系统灵活适应最终用户的需求，这就意味着需要一种开发片上系统产品的新方法。带有通用外围设施的传统MCU无法实现这种灵活性，除非添加昂贵的外围组件。
飞思卡尔为系统添加一个协处理器，可为开发者提供一种定制模块的低成本方法，以满足甚至超过最终客户的要求。最重要的是，它还提供了一个全面的应用示例和专门软件库。例如，用户可以轻松添加更多信道，用于处理计时器功能、脉冲宽度调制，甚至新的通信接口，而无需增加组件数量或系统成本。飞思卡尔提供所有的软件和专业知识，为用户的板卡提供这种广泛的灵活性。
如何降低总系统成本？
在这一设计思路指导下，我们可以通过一个具体实例来解释如何降低总体系统成本：假设用户需要驱动TFT或LCD显示器，而不想增加总的系统芯片数量，那么通过协处理器就可以实现，而且不需要添加昂贵的外部显示器驱动。或者，如果用户需要一个全面的安全和看门狗系统，飞思卡尔也可以提供软件和专业知识，在芯片上创建这种系统，而不增加任务的额外硬件成本。同时，当开发者需要自由地寻找最佳解决方案和进行创新时，飞思卡尔也会提供完全支持，确保系统设计与新兴软件标准（如Autosar）没有任何冲突。
总体来说，飞思卡尔认为使用协处理方法可以最好地解决与车身电子开发相关的问题，提供最大的灵活性、最佳的系统性能、更低的总系统成本。同时，飞思卡尔的广泛协处理专利技术也可为用户提供有力支持。
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