汽车“域”概念之车身控制
摘要:根据汽车电子部件功能,通常会将整车分为动力域、底盘域、车身域、自动驾驶域和智能信息域。本文将为您详细介绍车身域控制器方案,以强大的中心化架构逐步替代传统的分布式架构。
一、汽车域控制器概念
域控制器(DCU,Domain Control Unit)的概念最早是由博世、大陆为首的Tier1提出,它的出现是为了解决信息安全和ECU瓶颈的问题。根据汽车电子部件功能,将整车分为动力域、底盘域、车身域、自动驾驶域和智能信息域,借助CPU强大的算力,将分布式的ECU 统一起来,控制功能迅速、集中。这样做的好处在于可以大大降低线束成本,节省多个ECU 算力相互冗余造成的资源浪费。而且,从标准化的角度来说,各个域可以实现标准化的零部件,方便替换、扩展和升级。
图1 汽车电子架构发展趋势
二、车身域控制器与BCM对比
那么车身域控制器与当前的车身控制模块(BCM,Body Control Unit)区别在哪里?传统的BCM功能主要包括内/外部车灯、雨刮、车窗、车门、电子转向锁等的控制,通过CAN/LIN 与各个小节点进行通讯。如此多的节点需要控制,会让线束设计变得复杂,成本随之增加,而且软件逻辑控制也十分杂乱。因此,提出“域”架构设计,相当于对车身节点做了功能和零部件的大集成,在传统的BCM上,集
成了空调风门控制、胎压监测、PEPS、网关等功能,使用一颗性能、资源更加强大的MCU就能搞定。
图2 传统BCM
三、ZLG车身域控制器方案介绍
ZLG在BCM、PEPS、TPMS产品有着丰富的产品开发经验,得益于车身控制方面的积累,我们推出了车身域控制器的方案,帮助客户快速熟悉开发。详细的车身域控制器框图如下,集成了丰富的CAN/LIN资源,并将高频接收、低频通信功能集成进来。
通用自动驾驶汽车图3 车身域控制器方案框图
1.S32K1xx系列汽车通用MCU
●基于ARM Cortex-M4F(14x系列)和ARM Cortex-M0+(11x系列)内核的32位MCU
●符合AEC-Q100规范
●同系列软硬件兼容,方便资源升级
●支持CANFD、CSEc硬件加密,遵循ASIL-B ISO26262功能安全开发
●免费提供开发环境S32DS和软件开发包SDK
●支持Autosar MCAL
图4 S32K系列资源展示
2.SPI转4路LIN神器—SJA1124
●兼容LIN 2.0, LIN 2.1, LIN 2.2, LIN 2.2A,SAE J2602-1,符合ISO 17987-3:2016,
ISO 17987-4:2016 (12 V LIN)
●每个LIN通道相互独立使用,1路SPI可扩展多组LIN通道
●低功耗模式下供电电流≤15uA
图5 SJA1124应用示意图
3.CD1030/CD1020特性
用于检测33通道(CD1020 22通道)开关状态,通过SPI通讯告诉MCU
●开关输入电压范围从-1.0 V to 36 V
●12通道可配置输入(切换至BAT或GND)
●湿电流可配置(2.0,6.0,8.0,10,12,14,16,or20 mA)
●支持过温、过压、欠压、短路保护
图6 CD1030应用框图