飛思卡爾以FlexRay™技術擴展16位元車用微控制器產品線
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2006-12-01 00:00
前言:
在2007年車款中問世的;,其高速通訊網路為汽車安全及性能重新界定了標竿。為了推動次世代的車用網路架構,飛思卡爾半導體(NYSE:FSL, FSL.B)藉由FlexRay™技術、以及多達512K的快閃記憶體,再度擴充了16位元車用微控制器(MCUs)系列產品。
MC9S12XF系列產品以飛思卡爾廣受愛用的高容量S12架構為基礎,其高性能分散式控制解決方案,適用於FlexRay網路的嵌入式節點,包括多項車體、底盤及安全方面的應用。FlexRay技術為車用網路所提供的通訊協定,超越目前通訊協定的速度多達十倍。此項網路效能的大躍進,為控制系統提供更靈活且多功能的穩定性,也使引擎管理系統與節省重量的電子「線傳煞車」(brake-by-wire)系統更加精準,終可取代笨重的液壓煞車系統。
飛思卡爾車用微控制器的全球經理Ray Cornyn表示:「FlexRay技術替現在的主動式駕駛系統及未來可線控駕駛(drive-by-wire)的自主導航車提供了不可或缺的高速通訊頻寬。為協助發展此一極具創意的技術,飛思卡爾提供了日益多樣化的獨立FlexRay控制器及16位元與32位元的FlexRay嵌入式微控制器。如今的S12XF擴充系列,讓車用系統設計師有更多FlexRay解決方案可以選擇。」
S12XF系列涵蓋四種高度整合的微控制器,具備多種記憶體組態及性能更加提升的飛思卡爾XGATE輔助處理器。封裝方式則從112支接腳的LQFP (low-profile quad flat-pack)、到10mm x 10mm的64支接腳LQFP都有-後者則為現有尺寸最精巧的FlexRay控制器。
小尺寸的S12XF微控制器,十分適合在有限空間作應用,例如透過分散式傳動器(distributed actuator)與感應器模組,可和FlexRay網路的32位元中央控制器相互溝通。16位元S12XF元件可以作為終端節點,提供廣範圍的進階安全與主動駕駛應用,例如懸吊控制、主動防止車輛翻覆、主動式煞車、車道偏移警示、停車調度協助,以及電子式停車煞車等等。
FlexRay通訊協定
FlexRay技術是一項決定性的容錯通訊協定,支援高階控制應用所需的10Mbps資料傳輸率。由於網路吞吐量夠大,這項高速通訊技術可以藉由減少平行的控制器區域網路(CAN)的數目來降低系統成本,而CAN又是解決頻寬瓶頸的不二法門。FlexRay技術的高頻寬,使其成為最適於車用網路骨幹的協定,其雙通道架構正好也符合高階安全系統的容錯備援需求。這些優勢結合起來,可讓下一代的汽車設計更安全、感應性能更佳、更可靠、也更環保。
飛思卡爾是FlexRay聯盟(FlexRay Consortium)的共同創始人,該公司是第一家將16位元架構的FlexRay控制器引進汽車市場的半導體廠商。飛思卡爾提供種類最廣泛的FlexRay半導體元件,而且也是目前唯一能提供FlexRay控制器給量產汽車的半導體廠商。此外,飛思卡爾替FlexRay解決方案提供多方面的支援,例如開發軟體、入門套件,以及透過IPextreme提供技術授權等等。更多有關飛思卡爾FlexRay解決方案的資訊,可參閱網頁www.freescale.com/flexray。
XGATE輔助處理器
除了提供FlexRay技術以外,S12XF系列還整合了飛思卡爾的XGATE輔助處理器模組,該模組的功能近似於專門輔助CPU的協同處理器。它在2004年首度出現在S12X架構當中,這款以RISC為基礎的XGATE輔助處理器,在毋須增加個別處理器而使成本及複雜度上升的情況下,滿足了達到微控制器高速效能的設計挑戰。
在不消耗CPU處理效能的條件下,XGATE輔助處理器可以用兩倍於主CPU的速度運作,它的設計能夠讓系統性能在巔峰運轉時遽增至100 MIPS。藉由此項輔助處理器架構,S12XF元件可以提供逼近多款32位元微控制器的效能,但仍保有飛思卡爾最傑出的S12X架構優勢,如低成本和高度的程式碼再利用率等等。
獨領風騷的16位元車用微控制器
飛思卡爾的S12與S12X產品可為多種車用電子平台提供延展性、軟硬體的再利用性以及相容性。在汽車市場上,S12微控制器系列的16位元架構擁有最高的市場接受度。以S12為基礎的元件現在仍以每年超過一億顆的速率出貨。以可延伸的S12系列產品來說,由於其晶片內建的快閃記憶體從32KB到1MB都有、而且可以順利升級為高性能的S12X元件,因此讓研發人員可以針對自己的需求多方選擇。
MC9S12XF系列特色
50MHz的S12X核心,以高效能的16位元CISC架構為基礎
內建單一/雙重通道FlexRay v2.1,每一通道都支援2.5、5、8與10 Mb/s的資料傳輸率
FlexRay的石英時脈從4MHz到40MHz,可藉由PLL讓成本及EMC兩者最佳化
內建的XGATE模組可提供高達100 MIPS的額外處理能力
有512KB、384KB、256KB以及128KB等多款車用水準、且具備錯誤修正碼(ECC)功能的快閃記憶體可供選擇
2KB與4KB的EEPROM,以及16KB、24KB與32KB的RAM
多達16組通道的類比數位轉換器(ADC),並配備可設定的8/10/12位元解析度,只需3µs的轉換時間
內建的馬達控制模組,使用具備錯誤防護與電流感應輸入的6通道脈衝寬度調變(PWM)
支援控制區域網路(CAN),本地端互連網路(local interconnect network,LIN)以及串列週邊介面(serial peripheral interface,SPI)協定
改良的週期性中斷計時器,具備三個同步源(ADC、PMF觸發功能,可改進馬達控制演算法)
小尺寸封裝選項,可適應各種I/O需求
來自S12X系列的多方面工具支援
MC9S12XF系列產品的取得方式
飛思卡爾計劃在2007年首季推出MC9S12XF系列元件(MC9S12XF512、MC9S12XF384、MC9S12XF256與MC9S12XF128)的樣品及評估用線路板。更多有關MC9S12XF系列產品的資訊,可參閱網頁http://www.freescale.com/files/pr/s12xf.html。
關於飛思卡爾半導體(Freescale Semiconductor, Inc.)
飛思卡爾半導體(NYSE代號FSL, FSL.B)為全球知名嵌入式半導體設計與製造領導廠商,其產品應用層面遍及汽車用電子、消費性電子、工業電子、網路電子以及無線網路市場等領域。飛思卡爾半導體在2004年7月正式宣佈上市上櫃。飛思卡爾半導體總部位於德州奧斯汀市,其設計、研發、製造和業務等部門分布於全球30多個國家。飛思卡爾名列「標準普爾前五百大企業」(S&P 500®),是全球最大的半導體公司之一,2005年營業額為58億美金。欲知詳情可參閱網頁:www.freescale.com
Freescale™和飛思卡爾的標誌等商標均屬飛思卡爾半導體所有。其他產品或服務則屬於其擁有者版權所有。飛思卡爾半導體版權所有©2006。