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瑞薩汽車儀表解決方案

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當今各種應用的整合正在加速發展,瑞薩以汽車、移動終端、PC/AV三個前沿領域的解決方案為核心,以在多個領域培育出的專門技術,為客戶提供滿足其需求的開發平臺。此外,瑞薩還憑借著雄厚的科研實力,在以微控制器為核心,以模擬器件、功率器件等豐富的產品陣容支持著汽車領域的前沿應用,提供符合世界標準的器件和開發環境,同時,瑞薩作為FlexRayAutosarJaspar等協會會員,與世界各標準化團體成員一同控討前沿技術、參與各種標準化活動。


瑞薩提出了“汽車的進化從瑞薩開始”。因此,瑞薩在全方位的應用中,提供強大的功能、卓越性能及可靠的解決方案。諸如在汽車車身和舒適設備方面,提供了儀表板、AFS(適應前大燈系統)、BCM(車身控制模塊)車門、座椅、電動車窗、雨刷器、空調、智能鑰匙、動力傳動系統、發動機控制、變速箱控制等;在駕駛員信息系統方面,提供了GPS導航、遠程信息處理技術、汽車音響 Bluetooth等;在被動安全方面,提供了諸如安全氣囊、TMPS(胎壓監測系統)、ABS(防抱死剎車系統)等;在主動安全方面,提供了諸如ACC(自適應巡航控制)、激光雷達、毫米波雷達、泊車輔助系統等;在車載網絡方面,提供了FlexRayxCANLIN等。這些都是瑞薩致力發展的項目。


 


一、瑞薩汽車儀表盤用MCU的市場占有率


瑞薩作為汽車電子研究、開發于一體的著名廠商,一直以來致力于把其核心產品面向全球推廠,據統計,全球15OEM車廠采用了瑞薩MCU,其中北美有1家,歐洲有7家,日本有7家公司。在全球占據了18%的份額,其中日本更是高達38%,如圖1所示。


 



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二、汽車儀表盤發展趨勢


由于一般動圈式指示表具有抗震性能差、過載能力弱、指針易抖動等弱點,而動磁式十字交叉機也存在一致性、通用性差的缺點,業內人士和專家普遍看好步進電機式汽車儀表。


步進電機式儀表與先前的模擬式(動圈式或動磁式十字交叉線圈)儀表相比有顯著特點:


l         指示精度高


l         一致性比較好


l         重復性和通用性較好


l         可靠性和穩定性高


下一代汽車儀表,將向集成大規模圖像顯示功能、網關功能等方向發展。如圖2所示。



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三、儀表盤MCU產品發展藍圖


瑞薩針對汽車儀表的不同發展階段,準備了一系列高品質的MCU方案。從滿足汽車儀表要求的基本型H8S/2282H8S/2280,到高端的H8SX/1544SH-2A等,能分別滿足不同客戶的需求。如圖3所示。



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四、瑞薩汽車儀表盤用MCU介紹


瑞薩充分地考慮到不同客戶的需求,在低端方面,推出了面向標準式儀表板基本型基本型H8S/228x,并提供面向Hybrid型的H8S/26xxH8SX/154x。在高端方面,瑞薩除了提供H8SX/1544SH-2A等以外,還計劃提供高性能的H8SX/17xxSH2-A。此外,瑞薩還將推廣面向純圖形顯示的SH-4SH-4A MCU產品。


瑞薩一直以來非常重視中國巨大的市場,瑞薩首先推出了面向標準式顯示的MCUH8S/2280。這是基于現有的H8S/2282開發的低價位產品,其市場化和設計工作全部在中國進行,通過省去CAN接口實現了低成本化。另外LCD的尺寸也根據中國的規格進行了修改。


目前,瑞薩在中國推出面向Hybrid型的H8SX/154x是現今歐洲剛開始搭載的儀表板,相信在市場飛速發展的中國,34年以后的需求將會大幅度增加。


H8S/228X是款硬件資源較為齊全的典型汽車儀表專用MCU,集4電機驅動、28×4 LCD液晶驅動為一體的單片專用MCU。滿足車速、轉速、油量、冷卻水液位的信號采集、指針指示,以及里程、行車電腦的計算、顯示。是款具有汽車工業級品質、高速運算能力的16MCU。隨著國內汽車儀表技術發展,對儀表的性能及可靠性要求進一步提高,H8S/228X的設計方案具有明顯優勢。


H8S/228X MCU中嵌入“大正軟件平臺”,使之開發周期大為縮短。“大正軟件平臺”作為汽車(摩托車)通用技術平臺,應具有最大的應用靈活性,以及高可靠性、高性價比。它采用功能可編程的組態方式,完成多種儀表設計。即通過在線調試設備修改設置參數來滿足儀表各項功能要求。如:步進電機/十字線圈選擇,各種樣式LCD輸出,電阻/PWM信號源的參數自適應匹配,指針刻度在線修正等,都無需重新編制軟件。H8S/228X 連接示意圖如圖4所示。



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瑞薩除了半導體器件以外,還提供作為開發環境的仿真器(E10A)和評價板。另外,在OSCAN驅動器等標準軟件方面,還有國際標準的Vector Infomatik公司作為強大的后援。H8S/2280H8SX1544概述如表1,表2所示。方框圖如圖5、圖6所示。


1  H8S/2280概述














































功能


說明


CPU


H8S/2000內核


工作頻率


20MHz(PLL)


電源電壓      


4.5V5.5V


內部存儲器


ROM 64KB(Flash Only)/RAM 2KB


定時器


16位×3通道(8I/O)


電機控制PWM


10位×16通道(4個儀表)


A/D轉換器


10位×6通道


CAN2.0B



通信      


SCI×2通道


LCD控制器  


32SEG×4COM(1/4占空比)


其他內部外設功能      


子時鐘(主時鐘×1/128時鐘)


(XTAL=4-5MHz)


工作環境溫度      


-4085(20MHz)


封裝      


QFP100(14×20mm,0.5mm間距)


 


 



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在圖5中,分述如下:


SCI:串行通信接口


LCD:液晶顯示


TPU:定時器脈沖單元


           2   H8SX/1544概述

















































功能


說明


CPU


H8SX內核


工作頻率


40MHz


電源電壓      


5V


內部存儲器


ROM 512KB / RAM24KB(154x)


ROM 384KB / RAM16KB(154x)


定時器


16位×6通道(16I/O)


 


電機控制PWM


10位×16通道(4個儀表)


16PWM


12通道(2個儀表)


A/D轉換器


10位×16通道


D/A轉換器   


8位×2通道


CAN2.0B


RCAN2通道


通信      


SCI3通道


SSU2通道


其他內部外設功能      


聲音發生器×4通道,HUDI


DMAC×4通道


工作環境溫度      


-4085(40MHz)


-40105(40MHz)


封裝      


LQFP144(20×20mm,0.5mm間距)



 


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五、瑞薩汽車儀表盤方案


   瑞薩在進行汽車電子研發的時候,不僅僅只是為了研制產品,而是想用戶所想,在初始研發產生的時候就想到為用戶提供一攬子的解決方案,比如瑞薩的單片機開方案、H8S/2282儀表方案、H8S/2282儀表框圖、H8S/1544CAN儀表方案、H8S/1544CAN儀表框圖等等。



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六、和步進電機廠家的合作


瑞薩和偉力在汽車儀盤領域開展了良好的技術合作:VID擁有先進的精密機電技術,提供儀表步進電機;Renesas為全球MCU領先供應商,提供儀表用微控制器。


偉力驅動技術(深圳)有限公司致力于汽車工業精密機電產品,如儀表步進電機、時鐘步進電機、電機驅動芯片、電機卡座等。其中VID29系列儀表步進電機、VID69系列時鐘電機廣泛應用在汽車儀表上,并成為國內應用普遍的車用儀表電機品牌。它們的特點如下所示:








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VID29特點:


●寬電壓:3.5V10V


●低功率:低于20mA5V


●工作環境溫度:-40105


●超薄外形尺寸:Φ30mmX7.0mm


●高精度:步距角最小可達1/12°


     長壽命:采用汽車級特種工程塑齒形設計


 









9

VID23特點:


●透明指針軸


●發光亮度強


●最大角速度:400°/S


●低功耗:20mA5V2x100mW


●高精度 寬溫度范圍 低功耗 超薄設計 長壽命


 


VID28特點:









10

●獨特的雙指針獨立輸出功能


●工作電壓范圍:3.5V10V


●低功耗:20mA5V2×100mW


●高精度 寬溫度范圍 低功耗 超薄設計 長壽命


 


七、結束語


       我們相信,瑞薩提供的基于汽車電子的儀表最終能夠充分滿足用戶的需求,我們將與時俱進,及時跟進最新的技術,繼續提供核心的解決方案。

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