如今半导体在汽车中的应用越来越普及,汽车电子化的发展可以满足人们对于安全、节能、环保以及智能化和信息化的汽车行业发展的需求。根据Strategy
Analytics的分析,每辆汽车平均含有的半导体产品在2004年已经达到了223美元,并将在2015年增长到400美元。全球汽车半导体市场收入将在2008年达到200亿美元。而作为第三大汽车消费市场和第四大整车生产基地的中国,汽车电子将在未来10年中有一个大的增长。据预测,中国汽车电子市场将从2002年的16亿美元增长至2007年的55亿美元。
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在汽车半导体微控制器(MCU)中,与8位MCU定位于低端应用(如电动车窗、车门锁、后视镜及车内联网应用)相比,飞思卡尔的新一代S12X系列16位MCU扩大了16位汽车电子应用产品系列,在发动机管理系统、防撞安全气囊、ABS等系统中能够发挥重要作用。
S12X MCU系列产品基于HCS12车用产品系列的基础结构,并进一步提升了HCS12系列的功能,从而成为车身控制和网关应用的理想之选。S12X系列不但保留了HCS12的16位效率,并且建立了一条高效的迁移路径,可以帮助汽车厂商节省投资。S12X系列可为当前的HCS12
微控制器用户提供轻松的性能升级,并达到五倍于HCS12微控制器的性能。S12X采用增强内核和增强外围设备,提高总线速度最高可达40
MHz(HCS12只能达到25 MHz),并且具备完全的CAN功能,改进了中断处理能力。
S12X 的软件可与HCS12相容,并增加了一个平行处理的XGATE模块。该模块是一个智能的、可编程的直接内存存取(DMA)模块,可以处理中断处理、通信和数据预处理,并为其它任务释放一部分CPU空间,从而提高性能。
S12X与HCS12系列的兼容性
首先,S12X系列与HCS12具有显著的不同。S12X系列采用一个增强CPU,可以额外处理172条指令,从而显著提高性能和效率,并改进了存储器变换、代码效率和32位计算。同时,该系列保持了与HCS12系列的高度引脚和代码兼容性。二者的高度兼容性可以使HCS12用户很容易地升级并实现S12X系列的高操作速率,利用S12X的新特性来优化应用设计以获得更高的性能表现。
S12X保留了16位解决方案的固有优势,如代码简短高效、功耗低、体积小巧、购买和开发成本低、可以升级到50MHz,同时能够达到通常只有32位控制器才能达到的性能水平。使其亦非常适用于复杂的、对成本敏感的嵌入式扩频无线应用。而这些显著优点正是来源于增强CPU,以及与XGATE协同处理器的结合。
XGATE在S12X器件上的应用
在许多嵌入式系统中,响应实时中断事件耗费了微控制器中相当大部分的性能。一般而言,中央处理器(CPU)是处理中断事件的唯一资源,它同时还必须满足应用的处理和反应时间要求。
XGATE是S12X上的全新模块。S12X系列在业界率先采用了XGATE模块,这种多功能的高效协处理器是专为处理中断事件设计的,而无需CPU的介入。XGATE从随机存取存储器(RAM)运行,速度达到CPU时钟的两倍(80MHz),可以承担主CPU的基本网关活动和外围设备相关处理等任务,并将CPU从执行耗时的中断处理程序的工作中解放出来,而专注于执行与应用相关的任务。这种强大组合可以实现最佳的实时事件处理,并优化系统性能。这一并行架构可支持更多的确定性中断处理,使设计工程师能够避免核心功能与中断处理之间的冲突。
S12X 微控制器特性
·512KB的闪存 (计划的版本达到32KB到1MB 的闪存)
·40MHz的增强CPU
·XGATE模块
·32KB 的RAM、4KB的EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)
·5路控制器区域网络 (CAN)通信接口(仅限于HCS12XD )
·6路串行通信接口/本地互联网(SCI/LIN)、3路串行外设接口 (SPI)、2路集成电路间总线(I2C)通信接口
·高级中断功能
·增强的捕捉定时器
·优先中断定时器
·10位模数转换器(ADC)
·8信道的脉冲宽度调制(PWM)
·带有追踪缓存的片上单线后台调试模式(BDM)
·在-40℃~+125℃的温度范围内运行 XGATE协同处理器功能
·外设协处理器
·可编程的直接存储器访问(DMA)控制器
·实时中断处理程序
·虚拟外设控制器
开发工具
飞思卡尔为产品设计人员提供了两个开发平台:
·DEMO9S12XDT512:使用MC9S12XDT512微控制器的简单但功能强大的演示板。
·EVB9S12XDP512:更加强大的评估板,包括了充分利用 MC9S12XDP512 微控制器的主要外设所需的工具。
飞思卡尔与全球领先的供应商合作,包括Cosmic Software、SofTec Microsystems和许多独立供应商,提供软件和工具解决方案。飞思卡尔亦为内含XGATE的HCS12X提供CodeWarriorTM
Development Studio,支持使用C、C++和汇编语言的开发,所有核心和进程都具备可视性。
今后汽车电子将更加朝着网络化和智能化的方向发展,飞思卡尔的16位S12X系列微控制器是顺应市场发展需求而开发的。作为全球最大的汽车电子半导体供应商,飞思卡尔一直致力于为汽车电子系统提供全范围应用的单片机、模拟器件和传感器等器件产品和解决方案。50多年不断创新的经验,使飞思卡尔在汽车电子的半导体器件市场拥有领先的地位,其中在8位、16位及32位汽车微控制器的市场占有率居于全球第一。同时,在汽车电子应用中,飞思卡尔的16位S12也是一个非常成功的芯片系列,它由于所具备的出色性能已被选中,作为全国大学生智能汽车竞赛暨第一届“飞思卡尔”杯全国大学生智能汽车邀请赛所有参赛队选用的核心控制模块。
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