汽车仪表板用MCU的技术动向

汽车仪表板是由各种仪表、指示器，特别驾是驶员用警示灯和警报器等组成。传统应用的是机械式的速度计、油量计和里程表等，但现在则以步进马达和使用LCD 的仪表板为主流。最近，中、高档车用仪表板已由大屏LCD显示汽车诊断信息和安全信息等。图1给出了各种分类仪表板。

图1 市场上的仪表板种类

瑞萨公司从事汽车半导体已有25年以上的历史。瑞萨为世界主要汽车电子公司，包括Bosch、 Continental、Delphi、TRW、Aisin和Denso等供应汽车半导体。这些汽车电子厂商的产品为世界汽车制造商所采用。在仪表板领域，瑞萨提供实现各种功能的仪表板用微机，以及为便于用户开发的平台和为验证功能的演示软件。平台附有电路图和基本软件。

基本功能仪表板适用16位微机的H8S/2280和H8S/2282。它具有很多功能，诸如从传感器、接收模拟信号的A/D转换器、控制步进马达的PWM计时器、LCD驱动器、特别是警示灯和报警器的输出、LED PWM调光等。由于能驱动直接、步进马达和LCD，从而实现了外设元件很少的廉价仪表板。H8S/2280没有CAN接口，仅使用于没有车载网络的小型车和普及车的仪表板。

H8S/2282的CAN接口有1条通道，引擎ECU(电子控制器)等其他电子系统来的信息只能通过CAN接口表示出来，因此用于具备CAN接口的汽车仪表板。使用H8S/2280，H8S/2282的仪表板平台如图2所示：

图2 H8S/228x仪表方案

现在的汽车除引擎ECU外，还配置了ESC(电子稳定控制)、EPS(电子电源控制)、气袋。 BCM(车身控制模块)、导航等多种电子系统，这些都通过CAN接口连接。与此相适应，要求仪表板能显示多种信息。换言之，仪表板是汽车各种信息进行交换的枢纽，必须要有CAN接口的通信功能。这样的仪表板适用32位的MCU H8S/1544。CAN接口具有2条通道，一条用于引擎ECU、ESC、EPS等重要控制的CAN接口连接;另一通道则可作其他信息的CAN接口连接。有时还需要2通道CAN接口间的网关功能。配置CAN接口的仪表板会流动不必要的数据，为弄清很多这样的数据流和选择必要数据，就需要高速数据处理器。这样的仪表板常用廉价的LCD模块。LCD模块显示的数据量很大，或因有必要显示外语，故而MCU还常使用大容量闪存，那就适用H8SX/1544，它内置 512KB的闪存和24KB的SRAM。采用H8SX/1544的仪表板平台如图3所示：

图3 H8SX/1544 CAN仪表方案

现在受到注目的是显示更多信息的图形仪表板。图形仪表板如图4所示共有两类：一类是除传统由步进马达驱动的仪表外，增加了TFT-LCD显示图形的仪表板;另一类是仪表没有了可动部件，都由大型TFT-LCD显示的完全图形仪表板。

图4图形仪表的大致分类

仪表和TFT-LCD并用的仪表板，价格不太高，采用中型QVGA或WQVGA尺寸的TFT- LCD。显示器上显示的汽车诊断信息、安全信息都使驾驶员很容易看到，同时，通过软件的变更，还能显示在汽车后退时后方的图像，并有以箭头表示前行方向的简易导航功能，驾驶员的识别能力提高，安全性也就显著提高。欧洲各汽车厂商，不仅对高级车，而且对中级车都己有采用计划。

为实现这种仪表板，需要高速处理器件，使用速度超过100MHz的32位微机。瑞萨面向这一应用提供32位SH7262和SH7264微机。现正提供样品，今年5月开始生产。由于内置了144MHz的32位SH-2ACPU、显示图形和视频图像的视频显示控制器和视频输入接口以及2面保持WVGA(480x240像素)TFT-LCD用帧缓冲器的1MB SRAM等，因而大大削减了处加部件。SH7262内置了控制步进马达的PWM计时器，组合了驱动步进马达的廉价仪表板用MCU，可以制作功能各异的若干种仪表板。SH7264内置控制4个步进马达的PWM计时器，因而只需一个就能制成完整的仪表板。

使用SH7264的图形仪表板构想如图5所示，可了解外加部品很少。图6给出了使用SH7264仪表板的评估板。为使用户容易开发，公司提供仪表板评估软件、图像库、变换位图数据RGB输出的变换器等的软件。

图5 SH7264图形仪表板构想

图6 SH7264评估板

没有仪表那样的可动部品，采用大型TFT-LCD显示一切的全图形显示板(如图7所示)，从去年起己开始配置在日本的部分高级车里。变更了行走模式的显示，加进了夜视摄像机的图像和导航画面等，再通过更替软件，即可实现最适当的显示，因而作为未来的导航设备受到特别关注。这种导航设备使用了瑞萨的32位微机SH7751R。SH7751R由240MHz的32位SH-4 CPU和内置多个外围电路的微机组成。新开发的仪表板将采用内置2个更高性能的533MHz、32位SH-4A CPU的SH7786。

图7 全图形化仪表板