汽車穩(wěn)定控制系統(tǒng)方案(2)

　　開發(fā)人員可充分利用市場(chǎng)上的微處理器，為ECU制動(dòng)控制功能達(dá)到SIL3認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)提供所需技術(shù)。TI與羅伯特·博世有限公司(Robert Bosch GmbH)聯(lián)合開發(fā)的TMS570就是一款這樣的微處理器。

　　在硅芯片設(shè)計(jì)中，芯片布局本身就是一項(xiàng)很大的挑戰(zhàn)，應(yīng)包括專用知識(shí)產(chǎn)權(quán)(IP)以減少并檢測(cè)隨機(jī)硬件和系統(tǒng)故障原因。此外，還可用運(yùn)行于鎖步(lock-step)模式的雙核處理器架構(gòu)來(lái)比較處理結(jié)果，從而避免為開發(fā)獨(dú)立的檢驗(yàn)微處理器軟件耗費(fèi)大量的時(shí)間。為了保護(hù)存儲(chǔ)器子系統(tǒng)免受外部事件引發(fā)的故障影響，應(yīng)在主存儲(chǔ)器和本地存儲(chǔ)器以及總線流量上實(shí)施錯(cuò)誤校正代碼(ECC)和奇偶位保護(hù)機(jī)制。為簡(jiǎn)化開發(fā)工作，開發(fā)人員還應(yīng)使用MCU中已實(shí)施FlexRayTM網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的器件。這種由領(lǐng)先汽車制造商和供應(yīng)商開發(fā)的確定性通信標(biāo)準(zhǔn)能為高級(jí)汽車系統(tǒng)提供全面確定的冗余通信。

　　例如，TI的TMS570 MCU是一款基于兩個(gè)相同的新一代ARM?誖R4 CortexTM內(nèi)核之上的對(duì)稱型雙核MCU。每個(gè)Cortex-R4內(nèi)核的性能均可達(dá)到300 MIPS，而且TMS570還集成了2 MB的片上閃存、FlexRayTM網(wǎng)絡(luò)、BIST、CAN及多種外設(shè)。雙核與正在申請(qǐng)專利的架構(gòu)緊密耦合，可實(shí)現(xiàn)最高可靠性。

　　Cortex-R4的優(yōu)勢(shì)

　　Cortex-R4的64位AMBA 3 AXI 存儲(chǔ)器接口能夠提供幾項(xiàng)可增強(qiáng)可靠性的重要性能優(yōu)勢(shì)，其中包括發(fā)出多個(gè)待定地址，并支持亂序數(shù)據(jù)返回。

　　AMBA 3 AXI存儲(chǔ)接口另一個(gè)最顯著的優(yōu)勢(shì)還在于，即便存儲(chǔ)器或外設(shè)速度較慢，也不會(huì)阻塞總線，進(jìn)而影響存取速度。這種功能使得內(nèi)核不必等待速度較慢的存取完成，從而可以執(zhí)行更多存取。此外，64位寬總線還提高了可用帶寬，從而僅需四次存取就能完成高速緩存行填充，而不像ARM946E-S那樣需要八次。

　　與946E-S相比，Cortex-R4還大幅改進(jìn)了中斷延遲，而且最壞情況中斷延遲和平均中斷延遲均得到了改善。例如，946E-S必須等待指令或中斷進(jìn)程完成，而不能中途放棄。在最壞情況下，意味著即便使用零等待狀態(tài)存儲(chǔ)器，中斷延遲有可能長(zhǎng)達(dá)118個(gè)周期。盡管上述情況不太可能頻繁發(fā)生，但實(shí)時(shí)系統(tǒng)必須做最壞的打算。

　　另一方面，如果在執(zhí)行過程中收到中斷請(qǐng)求，Cortex-R4 處理器將放棄正常存儲(chǔ)器的多負(fù)載指令。經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，TMS570 MCU可將最長(zhǎng)中斷延遲控制在20個(gè)周期左右，能夠很少甚至可完全不受AMBA AXI存儲(chǔ)器和外設(shè)存取時(shí)間的影響。

　　此外，Cortex-R4處理器還可提供非屏蔽中斷選項(xiàng)，從而避免軟件禁用快速中斷請(qǐng)求(FIQ)，這對(duì)于安全關(guān)鍵型應(yīng)用尤其重要。

　　對(duì)汽車制造商及OEM廠商而言，隨著車輛變得日益復(fù)雜，集成的功能越來(lái)越多，安全標(biāo)準(zhǔn)化也日趨重要。集成Cortex R4內(nèi)核的創(chuàng)新型設(shè)計(jì)，如TMS570器件，可實(shí)現(xiàn)IEC 61508標(biāo)準(zhǔn)所要求的故障檢測(cè)與響應(yīng)時(shí)間。

　　將基于微處理器的系統(tǒng)可靠性納入SIL3認(rèn)證范疇，標(biāo)志著汽車OEM廠商與汽車制造商在全面實(shí)施車輛線控驅(qū)動(dòng)功能的進(jìn)程中向前邁進(jìn)了一大步。

　　TMS570 MCU是經(jīng)SIL3認(rèn)證并符合制動(dòng)要求的32位微處理器系列。TMS570 MCU的技術(shù)發(fā)展策略涵蓋電子穩(wěn)定性控制、底盤控制及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。