汽车嵌入式SoC系统的应用与发展

嵌入式SoC硬件系统集成度越来越高，一般为模块化结构，如图1(a)所示。在高性能CPU核心外通过IP总线扩展实时时钟模块、SRAM（静态随机存储器）及大容量FLASH，配置CAN总线与USB通信模块，无缝集成PWM输出、多通道串口、A/D转换接口与统一的高速缓冲存储器，支持RISC技术、多级流水线技术与在片调试技术。系统的实时处理能力、可靠性和网络通信能力大大增强。

现代汽车电子系统从单一控制逐渐发展到多变量多任务协调控制，软件越来越庞大，越来越复杂，使得嵌环形电感入式系统需要寻找新的软件解决方案。图1(b)描述了汽车嵌入式SoC系统软件的典型结构。它采用基于标准化接口和通讯协议的模块化软件设计，系统内部通讯由交互层直接完成，保障应用程序间的信息传送。网络层拥有数据流处理能力，是不同系统层面间信息交换的中间接口，能最大程度地整合系统资源。嵌入式实时操作系统摒弃了传统操作系统的前后台模式，使用总线驱动层和硬件抽象层管理I/O端口，合理分配CPU资源，采用基于优先级的事件管理策略，通过API（应用程序接口）调用应用程序，根据邮箱、消息队列和信号量机制综合管理中断、系统行为和任务。

2.3 常用的SoC系统平台

为适应汽车电子系统的发展功率电感器潮流，各国的半异体和软件制造商纷纷推出相应的嵌入式SoC产品。

著名的SoC硬件平台包括：Intel公司的StrongArm核心处理器，拥有32位RISC数据总线、512KB的FLASH、256KB的SRAM和16位THUMB指令集，支持在片调试、三级流水线技术和LCD控制；Motorola公司的Dragonball核心处理器，它是32位RISC处理器，拥有16.85MHz时钟频率和2.7MIPS的处理速度，无缝集成SRAM、EPROM、FLASH、LCD控制器和PWM输出，支持16位端口DRAM；NEC公司的VR核心处理器，它是64位RISC芯片，拥有300MHz时钟和603MIPS的处理程度，集成统一的L2高速缓冲存储器、DRAM控制器、PCI-X网桥和10/100MAC设备。著名的SoC软件平台即实时操作系统包括“QNX公司的QNX、Wind River公司的Vxworks和Integrated Syst模压电感器em公司的PSOSystem。它们都是实时、微核、基于优先级、消息传递、抢占式多任务、多用户分布式网络操作系统，拥有模块化结构，内核运行高速稳定，通信能力和扩展裁剪能力很强。

在上述平台中，StrongArm核心处理器和Dragonball核心处理器以及VxWorks操作系统在汽车SoC系统中有着良好的应用前景。

3 SoC系统的典型应用

汽车嵌入式SoC系统充分适应了汽车的工作环境和技术要求，在汽车电子技术上广泛应用。其中北京理工大学正在研究的汽车ABS/ASR/ACC订成化控制系统具有代表性。

ABS/ASR/ACC集成化系统是综合了制动防抱死功能（ABS）、驱动防滑功能（ASR）和自适应巡航功

能（ACC）的汽车新型主动安全系统，系统结构如图2所示。其在硬件上充分利用各个子系统的现有元件，轮速传感器、发动机转速传感器、节气门位置传感器、加速踏板传感器和探测雷达组成传感器网络，共用控制器和执行元件。在软件上应用信息融合、集中控制技术，通过对制动力矩和发动机输出功率的综合调节实现汽车制动防抱死、驱动防滑和自适应巡航功能。控制过程充分考虑三个逻辑模块上的相互关系，实现信息融合共享，例如ABS与ASR的车轮滑动率计算可以统一，ACC探测雷达获取的车速信息可以用来修正ABS参考车速。

系统选用32位SoC硬件平台如Dragon ball核心的MC68E328以代原来的16位ABS控制器，提高了硬件处理速度与抗干扰能力，端口资源也更丰富。车载雷达选用法国AutoCruise公司生产的AC110型77GHz毫米波车载协达，雷达信号的处理采用DSP处理器，并通过CAN总线与共模电感ABS/ASR/模压电感ACC集成系统控制器进行通信。CAN总线传输具有数据差动收发、容错和非破坏性仲裁的能力，传输速率高达成Mbps。采用CAN通信提高了控制系统的实时性，并为系统功能扩展和整车传感器信息共享提供了方便。CAN通信拓扑结构如图3所示。

汽车ABS/ASR/ACC系统软件集成化的难点是：在保证控制实时性的前提下如何进行中断管理和协调各项任务的优先级，因此在该系统中引入嵌入式实时操作系统十分必要。实时操作系统能合理分配软、硬件资源，实时进行多任务并行处理，为系统进行HAC（坡起辅助系统）与EBD（电子制动力分配系统）等功能扩展提供了条件，同时支持多线程的软件结构，增强了软件抗干扰性。操作系统选用VxWorks，任务调度采用基于优先级的抢占式策略。基于操作系统和任务优先级设定，具体的ABS、ASR和ACC控制功能由API调用应用程序实现。

电感是否在任何时候都得遵循伏秒平衡原则？请问各位专家，电感是否任何时候都要遵循伏秒平衡原则？
个人觉得，电感只是在变换器工作在稳态的时候电感才必须遵循伏秒平衡原则！如上图，在电感电流由零上升到稳态之前，也就是△Ito

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大电流电感

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