MPC555微控制器與汽車電子

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摘要:介紹32位微控制器MPC555及其應用開發系統的技術特點,並分析比較國內外軟硬體整合開發平臺的應用現狀。同時,對MPC555嵌入式系統在汽車電子領域的應用進行了總結和預測。

引言

MPC555微控制器與汽車電子

隨著汽車工業的飛速發展,汽車在控制、通訊和網路方面的要求越來越複雜。以32位微控制器及嵌入式實時作業系統為基本技術特徵的新一代電控單元ECU(Electronic Control Unit)成為汽車電子應用的主流。32位微控制器MPC555以其強大的效能在汽車電子等領域得到了廣泛的應用。

1 MPC555微控制器簡介

MPC555微控制器是Motorola PowerPC 555系列的代表產品,是專為汽車電子、航空航天、智慧系統等高階嵌入式控制系統所設計。該產品可在高速移動及苛刻的環境下工作(工作溫度:-40~125℃),效能優良,並具有高度的'靈活性和可靠性,適合大批量低成本生產。

MPC555主要有以下功能模組:

*主頻40MHz的精簡指令集CPU(RCPU);

*四級儲存器控制器;

*U-Bus系統介面單元(USIU);

*靈活的指令和資料儲存保護單元;

*448KB Flash EEPROM;

*26KB SRAM;

*雙時間處理單元(TPU3);

*18通道模組I/O系統(MIOS1);

*雙佇列模數轉換模組(QADC);

*雙CAN2.0B控制器模組(TouCANs);

*佇列序列多通道模組(QSMCM)。

在設計及開發應用MPC555微控制器過程中,廠商採取合作、聯合推廣等方式積極引導開發應用產品市場。MPC555微控制器採用了IBM微控制器的晶片結構技術、AMD快閃記憶體儲存器技術。專業化嵌入式軟硬體開發公司:ETAS、Pi-Technology、Axiom、ADI、Opti-NumSolution、dSPACE等開發出MPC555應用板、I/O模組、實時作業系統、整合開發工具、應用軟體等嵌入式軟硬體系統與整合開發環境。汽車電子產品開發商:BOSCH、德爾福等開發出相應的汽車電子應用產品。從而形成了對MPC555專業化分工、聯合開發的產品鏈方式。這種產業/產品鏈的開發機制已成為高科技領域成功的發展模式。

2 MPC555應用軟硬體平臺及系統整合開發環境

針對目標系統,首先要選定與應用產品所處環境和功能引數相匹配的微控制器作為核心控制系統。另外,完備、強大的開發環境技術支援也至關重要。伴隨著市場競爭越來越激烈,要求快速、靈活地開發應用產品,儘量減少和縮短從決策、設計、研發、測試、修正到最終批量生產的各個環節和週期。開發新產品的快慢往往與一個企業的生存緊密相連。為了適應這一要求。近幾年,整合開發環境(Integrated Development Environment,IDE)技術得到了越來越廣泛的重視。基於模型設計(Model-Based Design)、簡化軟體程式設計、軟硬體一體化、快速原型(Rapid Prototyping)建立目標系統、應用程式模組化等先進的開發手段被廣泛應用。另外,嵌入式實時作業系統(RTOS)對系統的安全執行、管理應用系統程式、系統的相容通用性也至關重要。

一套完備的MPC555開發應用系統主要由軟硬體平臺和整合開發環境組成。整合開發環境的功能包括:提供控制操作介面;通過BDM介面瀏覽MPC555硬體平臺狀態和資訊;建立控制模型;模擬模擬應用系統控制演算法;與編譯器連線將控制模型或C語言程式生成MPC555機器原始碼;通過BDM介面將原始碼傳送到MPC555硬體平臺;實時除錯執行應用程式等。這種開發模式方便快捷,採用友好介面連線形象化模型框圖、輸入計算公式、經驗公式等方式編制開發程式,由系統自動將其編譯成目的碼。在應用程式經過反覆模擬模擬,並實時除錯執行成功後被裝入MPC555硬體平臺。MPC555系統配有各類應用I/O模組與通訊介面,並裝有一套實時作業系統(RTOS)。在作業系統的管理下,開發的應用程式在上位機監控下和脫離上位機兩種環境下執行驗證。一些特定、重複任務的應用程式被生成模組化的庫檔案已備呼叫。為了提高開發系統的實時性,系統具有HIL(Hardware-in-the-loop)、Bypass等硬體在環開發、實時嵌入載入等功能。模組化的應用程式可以實時線上匯入匯出而絲毫不影響系統的正常執行。