Sur quel processeur un ECU de voiture fonctionne-t-il ?

Les voitures modernes sont équipées de plusieurs ECU connectés au bus CAN, le réseau informatique interne de la voiture. Les ECU contrôlent presque toutes les parties d'une voiture, comme un moteur, des freins, une transmission et des airbags, tout en automatisant ces parties et en augmentant l'efficacité.

Les ECU se composent d'un ou plusieurs processeurs de microcontrôleur qui sont des puces spécialisées s'adaptant facilement dans un environnement opérationnel robuste, à haute température et à l'attraction gravitationnelle.

1. MCU automobile 32 bits SPC5

STMicroelectronics produit une série de microcontrôleurs (MCU) 32 bits pour les applications ECU automobiles. Ces puces sont livrées avec une mémoire flash intégrée allant de 128 Ko à 10 Mo.

La famille de puces ECU SPC5 offre également diverses capacités de traitement, en fonction des applications automobiles, telles que les applications polyvalentes, sécurisées et connectées, et les hautes performances. Vous trouverez une vitesse d'horloge du processeur aussi basse que 48 MHz et jusqu'à 200 MHz.

Par conséquent, en fonction de la longueur ou du nombre de codes de programmation, le constructeur automobile peut choisir différentes puces pour les calculateurs.

Les microcontrôleurs SPC5 sont livrés avec jusqu'à trois cœurs de traitement. Vous les trouverez principalement dans les calculateurs qui contrôlent le moteur et le châssis, ainsi que dans les systèmes avancés d'assistance à la conduite (ADAS), la sécurité du conducteur, les fenêtres et les portes.

La puce et son module mémoire peuvent supporter jusqu'à 165 °C de température et fonctionnent parfaitement même à -40 °C. Comme il s'agit de processeurs de qualité automobile, ils peuvent également supporter de gros chocs.

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Les calculateurs fabriqués à partir de ces microcontrôleurs prennent en charge une large gamme d'options de connectivité de données telles que Ethernet, réseau d'interconnexion local (LIN), FlexRay, DSPI et CAN-FD.

2. Architecture MIPS32 et MIPS64

Les microcontrôleurs MIPS sont livrés avec l'architecture du jeu d'instructions RISC. Vous les trouverez principalement dans les appareils électroniques tels que les modules réseau avancés, les petits microcontrôleurs, les consoles de jeux, les produits de bureautique et les décodeurs.

MIPS Technologies fabrique des microcontrôleurs MIPS 32 bits et MIPS 64 bits pour les calculateurs automobiles. Ces processeurs sont efficaces en termes de code, nécessitent moins d'énergie et sont peu coûteux. Certains microcontrôleurs MIPS 64 bits sont idéaux pour les applications automobiles haut de gamme, car ces dernières nécessitent des capacités de traitement et un rendu graphique plus élevés.

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Les constructeurs automobiles utilisent principalement les microcontrôleurs MIPS 32 bits pour automatiser les commandes électroniques de la voiture.

Par exemple, les portes électroniques, les capots, les essuie-glaces, les vitres automatiques, etc. fonctionnent sur MIPS32 processeurs basés sur l'architecture. Certains systèmes électroniques de châssis et de groupe motopropulseur incluent également le MIPS 32 bits MCU.

Au contraire, les systèmes avancés comme le système d'infodivertissement, l'ADAS et la conduite autonome nécessitent une accélération matérielle et la reconnaissance d'objets.

Ainsi, l'ECU a besoin de plus de puissance de traitement pour prendre la bonne décision dans un environnement à grande vitesse. Les microcontrôleurs MIPS 64 bits sont idéaux pour de telles applications.

3. MCU 16 bits pour les calculateurs de moteur

Technologie Microchip Inc. fabrique également divers microcontrôleurs et microprocesseurs pour les applications d'ECU de voiture, et les MCU 16 bits sont principalement disponibles dans les unités de commande électroniques du groupe motopropulseur.

Ils sont compatibles avec les protocoles de communication de données CAN-FD, CAN, USB, LIN et SENT.

Le MCU 16 bits est essentiellement un micro-ordinateur avec divers périphériques pour le contrôle du moteur, la conversion de puissance numérique, la vitesse de précision et le contrôle du couple. Il se compose également de contrôleurs de signaux numériques (DSC) pour aider le MCU avec un contrôle moteur supplémentaire.

Différents types de voitures comme les voitures électriques, les automobiles à moteur à combustion interne ou les véhicules électriques hybrides utilisent plusieurs ECU basés sur les MCU et DSC 16 bits.

Le microcontrôleur de ces calculateurs est livré avec la certification AEC Q100 Grade 0 qui indique que le CPU et son module de mémoire sont très stables dans la plage de température de -40 °C à 150 °C.

Le système de micro-ordinateur peut résister à des conditions difficiles comme les chocs soudains, la mobilité à grande vitesse, les dépôts d'huile et de graisse.

Le MCU 16 bits est capable d'exécuter des algorithmes pour contrôler les moteurs, les actionneurs, les soupapes de décharge du turbocompresseur, les vannes EGR et les pompes à huile/eau.

4. MCU 8 bits

Les microcontrôleurs 8 bits sont idéaux pour les calculateurs qui doivent exécuter de petits codes de programme. Les MCU PIC et AVR sont des marques de Microchip Technology Inc., et vous les verrez dans divers ECU de voiture qui contrôlent des capteurs analogiques, des capteurs numériques et des fonctionnalités tactiles capacitives.

De nos jours, les voitures modernes sont équipées de systèmes d'éclairage à LED pour l'efficacité énergétique. Vous trouverez un ou deux ECU contrôlant ces matrices de LED, et la plupart de ces ECU sont basés sur les unités de microcontrôleur 8 bits.

Les microcontrôleurs 8 bits consomment peu d'énergie car ils sont constitués de périphériques indépendants du cœur ou CIP. Certaines fonctionnalités de l'ECU ne nécessitent pas toujours une utilisation constante du processeur. Ici, les CIP jouent un rôle essentiel.

Ces micro-ordinateurs sont également livrés avec des périphériques analogiques intelligents afin que l'ECU puisse contrôler des capteurs analogiques via une traduction de signal analogique-numérique.

Pour les fonctionnalités tactiles embarquées, ces puces contiennent également un contrôleur tactile périphérique qui l'aide à reconnaître et à mesurer le toucher capacitif.

5. MCU automobiles S32K

Les microcontrôleurs S32K proviennent de NXP Semiconductors N.V., et ils sont conçus sur l'architecture RISC de la série Arm Cortex-M. Les ECU basés sur ces MCU offrent des fonctionnalités avancées de logiciel, de sûreté et de sécurité pour les voitures intelligentes.

Ces MCU passent les certifications ASIL B/D et conviennent donc à divers ECU de voiture qui contrôleront la carrosserie, l'unité électrique et les commandes de zone.

La plupart des microcontrôleurs S32K passent également les certifications AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 et Grade 2 afin que les constructeurs automobiles puissent utiliser les processeurs dans un environnement robuste avec des expositions à haute température.

Les microcontrôleurs S32K sont livrés dans des cœurs de traitement variables comme les cœurs doubles, les cœurs simples et les cœurs verrouillés. La capacité de la mémoire flash et le nombre de broches changent en fonction du cœur de traitement.

Habituellement, ces microcontrôleurs vont de 128 Ko à 8 Mo en mémoire flash pour le stockage des programmes, alors qu'ils proposent deux types de configurations de broches: 32 à 176 broches et 48 à 289 broches.

6. Microcontrôleur AURIX TriCore 32 bits

Infineon Technologies AG fabrique un système embarqué pour les ECU de véhicules qui se compose d'un microcontrôleur, d'un cœur de processeur RISC et d'un DSP dans une unité de microcontrôleur. Ces microcontrôleurs sont populaires en tant que microcontrôleurs AURIX TriCore 32 bits.

Vous les trouverez fréquemment dans les ECU qui contrôlent le moteur à combustion interne, les unités de commande de transmission et les systèmes de direction assistée électrique.

Outre le moteur et la transmission, les calculateurs basés sur MCU AURIX TriCore 32 bits sont idéaux pour l'ADAS, le contrôle de conduite autonome, la gestion de la sécurité de conduite et l'automatisation des services connectés embarqués.

Ces processeurs sont disponibles dans une plage de vitesse de traitement de 133 MHz à 300 MHz. Les MCU offrent une mémoire flash minimale de 0,5 Mo à 16 Mo maximum.

Par rapport aux autres MCU mentionnés ci-dessus, ceux-ci sont plus puissants grâce à une SRAM dédiée. En termes de connectivité des données, les micro-ordinateurs sont compatibles avec les protocoles CAN, LIN, FlexRay et SPI.

Petites puces ECU avec des fonctions complexes

Maintenant que vous connaissez quelques microcontrôleurs ECU, vous pensez peut-être que ces puces sont moins puissantes qu'un processeur d'ordinateur domestique. C'est exact car ils doivent exécuter quelques codes prédéfinis et, dans la plupart des cas, ces codes ne dépassent pas un mégaoctet.

Cependant, vous trouverez toujours plus d'un ECU avec des codes de programme différents pour l'ensemble de la voiture. En savoir plus sur l'ECU de votre voiture vous aidera à prendre soin du véhicule et à nourrir vos cellules cérébrales si vous êtes un passionné d'automobile.

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