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引发变革的动力

David Marsh?? EDN特约技术编辑?? 2005年06月01日 ?? 收藏0

  微控制器的发展将面临更多的挑战:功耗的增加以及对外围设备和存储器的选择。


  当消费电子产业在繁荣与萧条的循环中交替时,全球的汽车工业却持续欣欣向荣,以致汽车工业成为了半导体芯片供应商和设备制造商产品的越来越重要的市场。根据市场调研公司IC Insights的估计,在2004年,汽车制造商总共消耗了价值达110.5亿美元的汽车专用芯片,而且该数值将以年均10%的两位数持续增长。
  对半导体芯片供应商而言,汽车所配备功能的日益多样化为微控制器、数字信号处理器(DSP)以及综合了前两类产品中的模块的混合芯片创造了更多的机会,以致芯片设计者不得不去思考“什么是最佳选择”这一永恒的问题。由于在新的应用领域通常没有遗留代码或遗留工具,因此,上述情形在汽车的许多新的应用方面更加突出。与此同时,汽车电子设计者认识到,随着电子控制单元(ECU)的应用不断增加,他们必须把汽车的架构看作一个整体,而不能只是往架构中不断添加新的子系统,否则最终的设计将注定失败,这一经历也将成为设计者的一场噩梦。
  尽管汽车市场对成本高度敏感,但是如何在8位、16位或是32位架构之间作出选择已经不是一个简单的问题,设计者

需考虑包括成本在内的更多的因素。如果某种应用当中所用的处理器有足够的计算能力和合适的外围设备组合,那么如何选择处理器的问题则变为诸如设计者偏爱何种开发工具和芯片供应商提供的服务水平如何之类的问题。另外,鉴于汽车工业固有的保守性,因此,在没有充分理由的情况下,汽车制造商不大可能脱离业已建立的供应链。
  与他的同事一样,ADI欧洲分公司DSP和系统部门的嵌入式媒体处理器产品的市场部经理Stefan Steyerl承认,每一芯片供应商必须专注于某些应用: “使用我们公司的Blackfin架构和在开发Sharc DSP时获得的经验,我们正专注于娱乐、安全和远程信息处理系统方面的研究。”他还说,芯片供应商必须鉴别存在于市场中被他称为“错位”的东西,“虽然Blackfin架构在代码密度方面相对于ARM的产品有很大的竞争力,而且在汽车开动处于高温状态时仍能以600MHz的频率工作,但是如果没有令人信服的充分理由,拥有大量遗留代码的用户是不会转而使用一种全新的架构来解决新问题的”。
  实际上,尽管Blackfin架构能轻易处理诸如发动机控制器方面的问题,但模拟器件公司对信息娱乐系统和远程信息系统方面的专注纯属市场性的选择。由于这些芯片在诸如安全气囊张开系统的应用中能综合DSP和控制的功能,因此Steyerl预测它们将有很大的发展前景。为能动态地估计乘客的体形、体重和在汽车中的位置,模拟器件公司在目前正处于开发阶段的安全气囊张开系统中使用了压力传感器和照相机,这样的话在撞车时能作出最佳的张开判断。
  由于有许多包括嵌入式CAN(控制器区域网)控制器在内的各种外围设备可以派上用场, Blackfin的CCIR-656接口选件凭借处理视频流方面的能力,目前正在汽车后座娱乐系统之中发挥作用。同时也有众多高速的串行端口连接诸如音频转换器之类的外围设备,因此Blackfin处理器很适合于在软件中处理有关音频方面的应用,例如,环绕声和DAB(数字音频广播)。
  Stefan Steyerl说:“由于汽车电子系统从设计到量产一般要持续两到三年的时间,因此芯片的可重复编程性为一级供应商提供了更大的灵活性。例如,供应商可以在产品设计的后期加入新的特性,这样既可以降低风险也可以缩短产品上市的时间。”

  抽象的概念
  上述认识反映了汽车制造商越来越期望同电子系统供应商合作,以使那些日益立足于共同平台的产品具有更大的附加值。
  英飞凌科技公司汽车应用部门的高级经理Patrick Leteinturier向我们介绍了Autosar Partnership (汽车开放系统架构合作组织)的情况。该合作组织致力于对应用于汽车的电气/电子接口进行标准化以提供一种标准的可以应用于不同汽车和平台的方案。Leteinturier说,该合作计划的主要目的是通过硬件和软件的复用来降低成本。“软件开发在当今的系统设计中成本最高,因此复用技术是至关重要的,”他说。
  他还强调了开发工具对保证代码质量的重要性,他补充说,“系统开发人员现在不大愿意在位和字节级别进行设计。” [z1]随着应用复杂程度的不断增加,软件开销驱使芯片中的存储器容量不断攀升,Infineon预计到2010年将需要存储容量达32MB的闪存。
  起初,Autosar致力于通过集成诸如操作系统、总线技术、通信层、硬件抽象层、API(应用编程接口)和标准库功能等元素对基本的系统功能进行标准化。连接这些元素的“粘合剂”是Autosar RTE(运行时间环境)。Autosar RTE属于软件层,它负责管理各种不同服务和底层硬件的标准软件接口。这些软件接口

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