基于32位单片机的高性能整车控制器方案

汽车整车控制器方案简介
    
整车控制器是新能源电驱动车辆整车控制的核心部件，它对汽车的正常行驶、制动能量回收控制、整车的能量优化管理、CAN网络的管理与维护、整车故障的诊断和处理、车辆状态监视等功能起着关键作用。为满足能量控制算法高运算性能和整车安全性能的要求，本项目研制了具有OBD功能的高性能汽车整车控制器，整车控制器方案原理框图和实物图见图1和图2。

 

                                                                                                  图2.   汽车整车控制器方案实物图

  该汽车整车控制器方案具有以下特点：

1)   主控芯片采用英飞凌32位高性能微处理器

微处理器采用英飞凌Tricore系列的拟双核32位单片机TC1782，其集成单片机(MC)、精简指令集计算(RISC) 处理器架构和数字信号处理器 (DSP) 三种不同类型器件特点于一身，具有32位主处理器Tricore（高性能32位4级流水线、完全集成的DSP功能、可单精度浮点运算和180MHz全温度范围工作）和32位外设控制处理器PCP（32位单周期指令、16KB数据存储器、32KB代码存储器和180MHz全温度范围工作）。且Tricore和PCP双核支持冗余控制模式和多样化控制模式，实现功耗低、速度快、性价比高的嵌入式应用。

2)   基于“硬件+外置监控芯片+Safe Tcore软件”的安全监控方式

结合英飞凌功能强大的32位TriCore单片机和专用SafeTcore软件，采用智能化安全监测芯片CIC61508，构造了硬件+外置监控芯片+Safe Tcore软件的完整的安全认证系统，实现了对主控制器的实时监测，如图2所示。存储在CIC61508的ROM中的测试功能主要包括：内部程序操作码测试调度器/排序器，可生成带有特定数据的测试请求，对照用户定义的参数表检查器件的响应值；可对多达4个电源的欠压或过压监测；多达8个并行数据比较和检验函数；可检查预定义的调度顺序和关键任务执行预算的操作系统任务监视器和三个独立的系统控制管脚，它们可用于以确定性方式，让被控系统进入安全状态。

 

该控制器具备强大的安全监测功能，可抵御IEC61508和ISO26262汽车行业标准中规定的最高级别的功能安全风险。

下一页：性能指标与物料清单

3)    故障管理系统

控制器集成故障管理系统，其工作主要包括：对CAN通信、执行器及控制器自身实行实时监控。首先对系统失效模式和后果进行分析，评估完成后设计故障诊断算法实行实时监控并对数据进行判断。若发现故障，则根据内置的算法分离出故障信息，按照一定的格式和顺序对故障进行存储和管理，必要时进行输出控制。本控制器采用分层控制的结构，首先通过数据交换层交换数据，如若有异常信号，则由故障管理层进行故障的确认、管理和处理。故障处理完成后，解释驾驶员的操作意图，进入整车的能量管理层，最终控制车辆的运行。控制功能框图功能如图4.

  

系统若有异常信号，故障诊断系统首先根据信号的重要性和包容性进行故障的滤波，然后依据系统失效模式和故障分析进行故障的异常判断，通过输入信号的反抖处理最终完成故障的确认。故障管理单元则根据接收到的故障信息与内存中的故障状态信息进行核对，若发现状态变化，则立即更新状态，同时改变故障状态信息的存储记录，最后进行故障的验证。故障验证完成后，再依据故障的等级进行相应的控制处理。
 
汽车整车控制器方案性能指标：
该方案使用的INFINEON的物料清单：

1、主控芯片：TC1782

2、电压转换芯片：TLE6389-2GV，TLE7368E，LTC3026

3、安全监控模块：SAK-CIC61508

4、电子开关：BSP75