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dsPIC30F5015 身控制模块(BCM) 应用推广书 (1)

简介：一，项目简介：汽车电子今年得到越来越多的应用，不但替代了原有的一些机械机构的功能，还带来很多原来难以想象的功能和应用，汽车电子正以远远超越汽车工业本身的发展速度向前推进。中国的汽车电子市场目前已经达到1300亿元，2 ...

一，项目简介：

汽车电子今年得到越来越多的应用，不但替代了原有的一些机械机构的功能，还带来很多原来难以想象的功能和应用，汽车电子正以远远超越汽车工业本身的发展速度向前推进。中国的汽车电子市场目前已经达到1300亿元，2011年可以达到2400亿元。其中的大多数为随外资整车厂在中国的独资/合资企业所占据，或直接进口。直到最近两年随着自主品牌的崛起和外资品牌国产化进程，国内企业慢慢从后装市场和向整车配套市场扩展。突破方向多数是和行车安全关系相对较小的BCM和汽车仪表。随着奇瑞，长安等车厂制定自己的汽车控制网络协议，分散式的BCM/汽车仪表正成为国内汽车
电子研发热点。

本系列方案包括基于PIC16C926或PIC16F946的传统集中式车身控制模块，和基于dsPIC30F5015的采用CAN/LIN结构的分散式车身控制模块。因为这些方案完成相同或相似的功能，具有一定传承关系，所以这里放在一起介绍。

基于PIC16C926 或PIC16F946的集中式车身控制模块，采用Microchip高性价比的MCU，利用威健自主研发的，适合车身控制特性的操作系统，对多达50以上的输入信号和输出信号进行管理和控制。该方案已经对某国外引进车型成功的完成了进口替代，并成功量产超过50K。

基于dsPIC30F5015的采用CAN/LIN结构的分散式车身控制模块，采用microchip专门针对汽车电子市场推出的有超强抗干扰能力，带CAN/LIN控制器的dsPIC系列DSP＋16位MCU。该款控制器有多达52个I/O，可以在充当CAN/LIN网关的同时，兼顾相当的控制功能，尤其为传统集中式控制向基于CAN/LIN的分散控制过渡产品提供支持。该方案采用完全由威健自主实现的全体CAN/LIN通讯协议，该协议框架可以方便的过渡到绝大多数的主流CAN/LIN协议，加快类似产品的开发：
如CAN/LIN网关、仪表总产等。目前该项目整处于量产前的测试阶段。

二，PIC16C926特点：

8K指令EPROM程序空间、366字节RAM；
多达25I/O和27个输入；
5通道10位ADC；
超低功耗；
SPI、I2C接口；
多达112象素的LCD模块.

三，PIC16F946特点：

低功耗特性：

• 待机电流：

- 当电压为2.0V 时，典型值<100 nA

• 工作电流：

- 当频率为32 kHz、电压为2.0V 时，典型值为

8.5 ìA

- 当频率为1 MHz、电压为2.0V 时，典型值为

100 ìA

• 看门狗定时器电流：

当电压为2.0V 时，典型值为1 ìA

最大可驱动168 像素液晶显示模块；
最多53 个I/O 引脚和1 个仅输入的引脚
8通道10位ADC；
8K指令Flash程序空间。

四，dsPIC30F5015特点：

66K 字节或22K指令Flash程序空间；
2K字节片上RAM；
16X16工作寄存器矩阵；
17X17DSP单指令乘加器；
SPI,主从I2C, CAN2.0,带FIFO的UART；
8 PWM；
30MIPS CPU。
16通道10位ADC，采样频率高达1Msps；
52个I/O.

五，集中式BCM：

如下图所示，所谓集中式BCM，就是所有的车身状态信号和从其他模块送来的信号，全部通过各自专门的通道接入BCM ，经过BCM处理，再通过各自专门的通道送到车身的各个执行机构如车灯，门锁等，或者通过专门的连接送到其他相关模块。作为上一代BCM，在汽车智能化方面作出了巨大贡献，但随着功能越来越多，对BCM的要求越来越高，尤其是布线越来越复杂，给制造和维护造成很大麻烦。逐步向CAN/LIN总线结构的分散式控制过渡，已经成为趋势，并从高端汽车向中低断产品扩展。

集中式BCM基本功能如下图所示，具体车型，以及不同配置输入和输出可能略有不同，但功能和原理基本一样。这个项目的核心价值就是在Microchip系列MCU上成功实现了下图所示的多对多逻辑：每一个输入都和多个输出相关，同时每一个输出也和不止一个输入相关。

这个项目之所以选择PIC16F946/PIC16C926主要是这两款芯片拥有相对较多的I/O。

鉴于本案复杂的逻辑和实时时序要求，我们开发了一个基于Timer0的实时操作系统，同时用中断相应实时要求严格的输入和输出。通过这个操作系统我们成功把输入、控制、输出隔离处理，为系统的扩展，修改，升级留出充分的余地。在系统的多次升级，移植中显示了这个架构的优势。这个BCM模块还集成了Keeloq接收代码。

图：集中式BCM控制框图

图：传统的BCM示意图

六，基于CAN/LIN的分散式BCM：

汽车CAN/LIN控制网络架构如下图所示：其中BCM是其中重要一部分。目前国内企业涉足的主要是BCM 和仪表板部分。分散式BCM主要由CAN/LIN网关、必要的辅助电路和保留下来的一部分集中式控制功能组成。因为越是复杂的系统采用CAN/LIN越是有效，一部分中低档车还会基于多种考虑保留一部分集中控制作为过渡。这也是本案采用dsPIC30F5015这种较多I/O产品的原因。

本案采用了和上面集中式模块相似的操作系统。包括进程管理，和任务调度，这种架构可以很好的隔离各个功能块，在实践中得到了很好的应用。

下图中CAN/LIN架构中各个模块基本都有CAN/LIN网关的功能，只是不同模块过滤不同的命令而已。这也正是这个项目的价值所在：威健国际拥有自行开发实现基于Microchip单片机的CAN/LIN协议包的能力。因为保密关系，这里暂时无法公开相关的CAN/LIN协议和详细的硬件信息。请谅解。