汽车电子控制系统(ECU)是汽车的核心部件,其中的单片机主要负责对不同的传感器数据进行采集、处理和分析,然后通过控制执行器来实现对发动机、变速器、制动等各种系统的控制。车载ECU的要求是高可靠性, 强抗干扰性和高温宽限工作能力,所以一般都采用高性能的32位ARM Cortex-M系列的单片机。比如在豪华车、高档车或者新能源汽车中,往往采用的是英飞凌(Infineon)、恩智浦(NXP)等国际知名单片机品牌。
熟悉汽车的人都知道每个车型都有一个仪表盘,而现在智能汽车给这个领域带来了很多新的机会,例如大屏幕显示、手势交互、语音识别等,这些功能除了要依靠中央处理器外,也涉及到嵌入式系统中运行的单片机。例如福特采用的博世声纳,采用了锐龙(Lyon)-Cortex-M4的MCU来作为处理芯片,支持高质量的音效、语音交互等。
在现代车款中,信息娱乐系统的需求呈现出高端化、智能化的趋势,一般都需要高性能的处理器芯片,例如 NVIDIA、Qualcomm、Adreno 等。其实,一些国内品牌在智能汽车方面也有着积极的尝试,其中比较典型的有Atmel系列单片机和龙芯中央处理器。
汽车安全控制系统包括ABS防抱死系统、刹车力分配系统等,对于车辆的行驶安全至关重要,因此在这种情况下使用的单片机也非常重要。在国内的汽车市场中,使用较多的是中低功耗单片机,包括ST、意法半导体、TI 等。 在硬件设计中,也常采用冗余设计来提高可靠性,这些设计将同样的电路设计在不同位置上,一旦其中一个位置出现故障,其它位置仍然可以工作,从而保证整个系统的安全。
汽车电池管理系统(BMS)在电动汽车和混合动力汽车中有着重要的地位。BMS需要能够实现电池的状态检测、电池的均衡控制、温度管理、充电管理、出现故障的判断等功能。因此在设计BMS的时候也需要考虑选择合适的硬件和软件元件,其中单片机的选择是非常重要的。此类单片机不仅要支持各种控制模式,还要有较高的计算性能和低功耗特性,同时还需要满足一系列参数,比如-40°C~125°C范围的工作温度、高可靠性、长寿命等。比较常见的品牌有TI、意法半导体、NXP等。