隨著(zhù)小汽車(chē)、卡車(chē)和SUV中電子信息內容的不斷增加，每輛新車(chē)中所用的微控制器的數量也在逐年上升。

　　目前有大量8位、32位和16位MCU被用來(lái)執行關(guān)鍵任務(wù)，如剎車(chē)和燈光系統，然而，新型的MCU還用于創(chuàng )新性的信息顯示和視頻娛樂(lè )功能。隨著(zhù)單位成本的下降，汽車(chē)制造商以及他們的一級供貨商尋求產(chǎn)品的差異化以及性能的不斷改進(jìn)，這一趨勢將會(huì )繼續保持。

　　基于已頒布標準(如CAN和LIN)的控制器在不斷改進(jìn)。如今新的MCU可以支持發(fā)動(dòng)機和車(chē)身控制設備所需的三組CAN連接-最高端的32位控制器最多可提供6個(gè)CAN通道。它們還支持與用于座位調節、儀表盤(pán)以及其他乘客舒適度調節功能的LIN總線(xiàn)的互聯(lián)。今年，隨著(zhù)制造商力圖增加關(guān)鍵任務(wù)系統中服務(wù)的冗余度和質(zhì)量，FlexRay標準得到了首次實(shí)際應用。目前FlexRay和已經(jīng)頒布的標準(例如CAN總線(xiàn))是協(xié)同實(shí)現的。不過(guò)從中長(cháng)期來(lái)看(也許比預期的還要快)，FlexRay將在絕大多數的汽車(chē)系統中替代CAN總線(xiàn)。

　　還有其他一些提升MCU性能的因素，包括閃存的增加，即便是8位MCU，而且出現了在寬溫度范圍內能夠滿(mǎn)足汽車(chē)規范的低功率MCU。目前設計師有許多選擇，并且許多情況下都是全集成的解決方案。

　　針對汽車(chē)應用的MCU性能的改善和提高在各種MCU上皆可體現，從低成本、高效的8位控制器一直到超高集成度、高性能的32位產(chǎn)品。目前已在8位、16位和32位MCU上加入了看門(mén)狗定時(shí)器以及像轉換器這類(lèi)的外設。還有閃存，這為許多需要迅速更新小存儲區內容的應用提供了可靠性和多功能性。閃存器件改寫(xiě)程序很方便-有時(shí)候僅需幾秒鐘即可完成程序重寫(xiě)。閃存技術(shù)還能仿效EEPROM，使設計師可以減少外部元件。閃存還能提供安全風(fēng)險的防護。工藝技術(shù)的升級使得在板上實(shí)現足夠量的閃存成為可能。目前富士通和其他制造商普遍采用的0.18微米工藝能夠在32位MCU上集成4MB的閃存和高達128kB的RAM。

　　不過(guò)設計師在進(jìn)行選擇時(shí)通常要面臨成本性能方面的折中。如果成本是極為重要的因素，可以選用新的8位MCU，特別是用于像門(mén)控、溫度控制、座位調節或者其他乘客舒適調節系統這類(lèi)的應用。另一方面則是配備有閃存、定時(shí)器、外設并具備發(fā)動(dòng)機管理和車(chē)身控制系統所需全部功能的32位MCU。

　　目前最新和集成度最高的32位MCU的工作速率已高達80MHz-主要的改進(jìn)都是在今年才實(shí)現的-其中包括多達6個(gè)CAN通道，每通道帶有32個(gè)消息緩沖器。這些功能用于發(fā)動(dòng)機控制和車(chē)內安全系統特別理想。許多這種高端器件還提供LIN接口-在有些型號中提供多達7個(gè)LIN通道-能夠實(shí)現車(chē)門(mén)、車(chē)鏡和雨刷控制的異步通信(UART)。

　　新型的車(chē)載網(wǎng)絡(luò )將提供完善的娛樂(lè )系統

　　制造商的另一個(gè)新興需求是信息系統和娛樂(lè )系統，在汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )中能夠用支持IDB-1394規范的MCU來(lái)實(shí)現。能夠將音視頻發(fā)送到車(chē)內各個(gè)角落的新一代32 位MCU已經(jīng)面市，它可以提供像后排娛樂(lè )控制臺、地圖和GPS信息等許多新功能。汽車(chē)制造商將很快向消費者提供創(chuàng )新的A/V功能，在全車(chē)內為后排座位和乘客提供多媒體網(wǎng)絡(luò )。這些車(chē)載網(wǎng)絡(luò )將利用銅纜或光纖傳輸，使用戶(hù)可以在小汽車(chē)，卡車(chē)和SUV中的不同屏幕上觀(guān)看各類(lèi)不同的電影或PC視頻和語(yǔ)音，從而有效地為每個(gè)乘客提供定制的節目。

　　但是， 多路視頻需要大量的帶寬，并且高質(zhì)量和高可靠性非常重要。因此，實(shí)現這些網(wǎng)絡(luò )的第一步是標準化，這是汽車(chē)制造商和他們的OEM廠(chǎng)商在產(chǎn)品研發(fā)階段實(shí)能夠相互合作的基本協(xié)議。IDB-1394網(wǎng)絡(luò )協(xié)議提供了這些車(chē)載多媒體應用所需的帶寬。

　　將IEEE1394用于車(chē)輛娛樂(lè )應用有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。該標準提供的最小比特率為400Mb/s，它要高于任何一個(gè)可替代的標準，如以太網(wǎng)或MOST-面向多媒體系統的傳輸標準，后者在歐洲制造的一些汽車(chē)中有實(shí)際應用。

　　另外，該技術(shù)能將IDB-1394的比特率提升到800Mb/s甚至更高，使它具有很大的靈活性和通用性，隨著(zhù)速度和帶寬的提升，它可以保護對部署了 1394的產(chǎn)品的早期投資。由于IDB-1394可以配置成多路復用網(wǎng)絡(luò )，故可以在同一物理層上同時(shí)傳輸多路音視頻流。這樣，汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )就能夠用一根線(xiàn)纜傳輸復雜的信息，減少了笨重且復雜的連線(xiàn)。

　　雖然各個(gè)地區的實(shí)現將會(huì )視消費者應用情況而變化，但網(wǎng)絡(luò )通常一般都包括DVD播放機、PC、手持產(chǎn)品、游戲機和其他外設，并且IDB-1394支持音視頻內容的多路傳輸，可以將信號分開(kāi)來(lái)在不同通道上同時(shí)進(jìn)行傳送。

　　實(shí)現方案 一是采用同步(實(shí)時(shí))通道，它可保證每個(gè)載荷獲得指定的帶寬和延遲;二是采用異步通道，通常用來(lái)傳輸用戶(hù)指令。視頻和相關(guān)的音頻內容以及所有與接收端圖像數據同步的音頻信號一起通過(guò)同步通道傳送到后排娛樂(lè )設備。

　　為了實(shí)現上述性能，要求采用一片特殊的、基于IDB-1394規范的新型車(chē)用MCU。IDB-1394控制器利用三個(gè)不同的通道進(jìn)行載荷數據和命令的發(fā)送和接收，并提供用于視頻的BT.601接口和用于音頻的I2S接口，這些接口通過(guò)DTCP單元將數據分發(fā)到本地設備。后面再有兩個(gè)橋連接到IDB控制器的鏈路層實(shí)現。發(fā)送數據流發(fā)送到雙端口物理層實(shí)現。這些端口驅動(dòng)傳輸線(xiàn)到下一個(gè)節點(diǎn)，同時(shí)支持與1394標準的各種物理層規范匹配的總線(xiàn)速率，包括從 100Mb/s一直到400Mb/s?！拔锢?鏈路層控制”模塊確保完整的IDB-1394數據流在雙端口之間以全雙工的模式被復制。

　　基于IDB-1394標準的網(wǎng)絡(luò )可以用在采用線(xiàn)束布線(xiàn)的環(huán)形、總線(xiàn)型或者樹(shù)型結構中，可取代大量用于指令傳送和模擬音頻的點(diǎn)對點(diǎn)連接或者獨立的布線(xiàn)，從而使得1394能夠高效地完成這些實(shí)現。另一個(gè)特點(diǎn)是能夠提供很高帶寬-通常，由1394控制器所支持的后座娛樂(lè )系統的帶寬要求僅為一個(gè)S400 class IDB-1394網(wǎng)絡(luò )單同步通道可用帶寬的25%，故還有很大的富裕帶寬，可以將多路視頻圖像增加到網(wǎng)絡(luò )上，或者增加PC、存儲設備以及手持設備。

　　單芯片IDB1394控制器是汽車(chē)電子設計的理想選擇

　　用于上述這些娛樂(lè )網(wǎng)絡(luò )設計的理想解決方案是在一個(gè)硅片上集成物理和數據鏈路層的單芯片方案，該方案應支持1394貿易協(xié)會(huì )支持的最新定義的 BT.601video-on-1394協(xié)議，它兼容數字傳輸復制保護(DTCP)標準。DTCP對于防止非法復制極為重要，可以確保得到希望保護版權的內容提供商的支持。使用BT.601視頻接口以及與之相隨的I2S接口，包括傳輸碼流的能力，這些都能顯著(zhù)減少車(chē)載網(wǎng)絡(luò )中主處理器的開(kāi)銷(xiāo)，從而使系統能夠高效率地處理音視頻?；贛CU的網(wǎng)絡(luò )是一個(gè)出色的系統，目前主流汽車(chē)制造商正在開(kāi)始采用。

　　來(lái)自富士通微電子公司的MB88388A就是這樣一種器件，該器件實(shí)現了一個(gè)專(zhuān)有的SmartCODEC，這是富士通研發(fā)的視頻codec，符合IDB- 1394標準。SmartCODEC發(fā)送高清視頻不會(huì )產(chǎn)生明顯可感覺(jué)到的延遲，并能確保在基于1394的系統中不出現音頻或視頻瓶頸?？梢岳靡粋€(gè)IDB -1394控制器來(lái)實(shí)現SmartCODEC，無(wú)需任何外部的MPEG編碼和解碼就可以支持DVD視頻、數字電視和導航圖像。它利用一個(gè)新型的、更快的和創(chuàng )新性的編解碼算法對YUV數字信號和RGB數字信號格式的原始數據進(jìn)行壓縮，在2-3毫秒內就能將原始數據壓縮到原來(lái)的1/3。

　　基于新標準的車(chē)載娛樂(lè )MCU在數量和種類(lèi)上不斷豐富了車(chē)用8位、16位和32位控制器品種。配有存儲器、外設和其他集成功能，并支持如CAN和LIN這些現有成熟的汽車(chē)網(wǎng)絡(luò )標準，8位、16位和32位的MCU將繼續向新型創(chuàng )新性汽車(chē)應用發(fā)展?；贔lexRay和IDB-1394這些新興標準的新型控制器已經(jīng)面市，這些控制器可以實(shí)現最具創(chuàng )新性和激動(dòng)人心的發(fā)動(dòng)機控制、車(chē)身控制以及車(chē)載娛樂(lè )系統。