MCU-F5xx系列汽车级产品

精品文档-下载后可编辑MCU-F5xx系列汽车级产品汽车级MCU市场总览从2022年到2022年，消费者对汽车电子市场产品（包括MCU、传感器及车身集成电路）的需求量不断上涨（图1），其中MCU所占的市场份额。但在巨大的市场机遇面前，汽车电子厂商也面临着挑战。随着消费者对于汽车舒适性、安全性、驾驶性要求的不断提高，汽车厂商在汽车电子产品性能改善、功能增加和整体成本降低等方面提出了更高的要求，使得IC供应厂商必须提高系统的集成度，以便减少整个系统的成本，简化设计流程。MCU在汽车电子方面的主要应用涵盖五大领域，分别是：1、汽车动力系统控制，主要应用为发动机控制、方向转向以及动力转向；2、汽车控制系统，即车身的控制，主要包括防盗控制、开关控制、电动车窗控制、车门控制、车灯控制等；3、安全控制系统，包括安全气囊、ABS、SAFF等；4、行驶系统控制，包括仪表盘、空调、底盘控制等；5、汽车信息系统，包括娱乐、服务、移动通信、信息处理和GPS导航等。除了汽车动力系统控制和汽车信息系统控制这两项应用需要高性能的32位MCU外，其余三项都可以采用汽车级MCU。

图1MCU、传感器和车身集成电路的市场需求

图2为F500的结构框图，从图中可以看到，在5mm×5mm的封装里面，集成了较为完整的数字和模拟外设。在数字外设方面，包括64KFlash、PWM产生器、定时器、I2C、SPI接口以及CAN2.0B和LIN2.0的控制器等。模拟外设包括12位的ADC、误差为±0.5%的高精度内部振荡器、温度传感器和比较器等，同时，既可以使用内部参考电压，也可以使用外部参考电压。

图2F500的结构框图

LIN在汽车电子中的应用在现代汽车电子中，LIN和CAN总线缺一不可。LIN总线又称本地互联网络（LocalInterconnectNetwork），是一种异步、单线串行通信总线，也是汽车电子网络中常用的一种低成本解决方案。LIN总线包括一个主节点和多个从节点（图3），通过一根线来进行通信，结构非常简单。

图3LIN总线结构示意图

LIN总线在汽车中的应用主要有四个方面：车门/车窗/车顶的控制、转向装置控制、座椅控制和汽车环境控制。LIN总线的特点是：单主从结构，每一个网络都包含一个主节点和多个从节点，由主节点来控制总线的访问；基于常用的USART/SCI接口硬件；从属控制器节点无需石英或者陶瓷振荡器就可以实现自同步，因而减少了从节点的硬件成本；信号传输延时得到保证，确保了在差状况下信号传输的等待时间以避免总线访问冲突；低成本的单线12V数据传输，线的驱动和接收特性符合改进的ISO9141单线要求；传输速度可以达到20kbps。CAN在汽车电子中的应用CAN(控制器局域网)是一种异步、差分串行总线通信标准，通常用于连接电子控制单元（ECU）。在现代汽车电子中，由于LIN比CAN的成本低，因此CAN通常用来连接ECU和汽车电子中各个功能模块之间的通信，而LIN主要用于功能模块和其下各个节点之间的通信，从而降低成本。CAN的原始协议是由罗伯特－博世有限公司创立的，之后被汽车工程师学会采纳为通用标准。

图4CAN总线的结构示意图

CAN总线具有以下特性：灵活性——在一个CAN网络中的所有节点都能够接收和发送数据。延迟保证——计算传输时间和响应时间是CAN网络设计的一部分。数据一致性——在一个CAN网络中的所有节点都可以接收或拒绝一个报文。强大的错误检测功能——通过位监控、循环冗余检查、位填充、报文格式检查等多种手段来确保数据的完整性。故障界定——有故障的节点将会被切断以防止更深的网络被影响。容错性——CAN收发器支持将其中的一个引脚短路或接地而不影响报文。高吞吐量——达到1Mbps的数据传输速率。问答选编问：CAN和LIN总线有哪些相同和不同点？答：LIN是CAN的一种低成本的辅助总线，CAN的速度可以达到1M而LIN只能达到20K。所以，CAN可以用于高速系统，LIN只能用于低速。而且一般在汽车电子中，CAN用于连接ECU和控制模块，而LIN则用来连接模块与功能节点之间的通讯。问：请问LIN外设与UART0的主要差别在哪里？答：LIN总线的串行传输是在单线上完成，UART0则是通过双线TX/RX进行通讯。问：系统时钟切换到外部时钟后，内部的时钟是否应关闭？答：主时钟需要关闭。问：LIN总线的串行传输是在单线上完成，那么进行数据传输时效率如何？答：全部由主控制器来决定，用户可以在程序中设定优先级。答：所有的节点都是由主节点来控制的，同步由F500的LIN控制器自动完成。问：用户的程序代码可以多大？答：4K字节。问：切换外部晶振时应注意哪些问题？答：切换外部晶振时，需要注意的是：一要判断晶振的稳定状态，二要判断晶振之间的切换步骤。问：汽车点火对MCU有影响吗？如何消除这种影响？答：汽车点火会产生比较大的干扰，会影响MCU的工作。要降低这种影响，需从硬件和软件方面进行处理。在硬件方面，在设计的时候要充分估计这种影响，并采取适当的方式降低这种影响；在软件方面，可以做一些抗干扰处理