车身分布式控制促8位MCU走向专用

　　对于车身控制系统的设计，几年前，大家在讨论是采用集中式控制，还是采用分布式控制的时候，更多的是从性能和整车电气结构的优化方面来考虑，也有很多的设计尝试采用分布式的控制方式，但是迫于成本的压力，最后又都回到了集中式设计。近两年，车身的电气系统越来越复杂，CAN网络的大量应用，交互的信息也越来越多，Autosar也开始在车身上应用，而且随着法规和测试标准的不断完善，大家发现绝对集中的控制方式已经无法解决客户的功能要求和EMC测试的时候，大家开始把集中控制的部分功能剥离出来，形成一个个的控制节点，通过LIN或者CAN总线与车身的主控制器连接，这就是目前常用的车身控制方式。比如电机的控制，以前是一个主控制器直接去驱动电机，而现在电机控制不仅有驱动的要求，还有位置反馈的要求，更关键的是传统的长线直接驱动电机的控制方式，很难通过严格的EMC测试要求，于是，目前通用的做法就是把电机驱动和位置反馈直接和电机集成在一起，形成一个分布的控制节点。以前这样节点的设计，需要采用MCU、LDO、电机的驱动、位置检测、LIN通信等一堆芯片来实现，成本较高。为了满足上述应用，越来越多的专用MCU出现，在一颗芯片上集成了上述所有功能，如门窗、天窗电机驱动IC、步进电机驱动IC、超声波探头IC等，这些IC相对于传统的方案，价格上具有更大的优势。这就是未来8位单片机的发展趋势，8位单片机会和相关驱动、Sensor、电源、通信等功能集成在一起，形成越来越多的专用IC。从长远来看，在车身应用上，这些专用IC慢慢会替代很多通用8位单片机，但是从目前来看，随着通用8位单片机的价格越来越低，性能越来越高，通用8位单片机还会有很大的市场份额，比如简单的BCM、坐椅控制器，门窗控制器上都还主要是8位单片机的应用。

　　车身未来的应用依然会以16位单片机为主，只是这个16位单片机架构会与传统的16位单片机不同。前面说过，车身系统的应用，会把一些传感器和执行机构做成一个个分布节点从BCM中剥离出去，但是在BCM中会集成越来越多CAN网关的功能、LIN主控的功能和原来BCM的部分控制功能，而且随着Autosar的应用，对单片机的性能和存储空间提出了较高的要求，传统的16位单片机要实现网关和LIN主控，大部分都是由软件来实现的，会占用大量的MCU资源，如果纯粹靠提高MCU的运行速度来实现这些功能，会带来诸如功耗和EMI方面的问题。所以IC厂商都在16位MCU的基础上加入了协处理器，通过硬件来实现CAN网关和LIN主控的功能，让MCU更多的资源用以实现原来BCM的控制功能。比如飞思卡尔的Xgate，英飞凌的XC2000处理器，都具有硬件协处理的功能，而且这些单片机的存储空间也非常大，可以达到1M的存储空间，完全能够满足Autosar的应用要求。

　　但是有人会问，随着32位单片机的价格降低，在车身上的应用上，32位单片机完全可以替代16位单片机。这种想法没有错误，但是我们知道对于32位单片机，原来大部分都是为了复杂的算法计算而设计的，主要用在Powertrain上。虽然他们的计算能力要优于16位单片机，但是他们并不一定适合在车身上应用，在车身应用上，没有复杂的算法，不需要单片机有很强的计算能力，而且目前大部分的32位单片机除了32位的内核外，并没有适用于车身应用的专用的硬件协处理器，如果应用在车身上，大部分CAN或者LIN的控制功能还是需要靠软件来实现，性能上也不一定会比16位单片机强。当然也有IC厂商，开始在32位单片机的内核上加入了硬件协处理的功能，价格上也有很大的优势，但是为了和以前的软件兼容，控制器厂商也不一定会愿意切换到32位单片机平台上。

　　综上所述，从未来车身应用上来看，8位单片机慢慢会和驱动、传感器，LDO、LIN或者CAN集成在一起，形成专用的IC。随着16位单片机架构的不断扩充，16位单片机仍然会是车身应用的主流。32位单片机慢慢也开始在车身上应用，但是这需要时间，主要不是价格和性能的问题，更关键的是软件的兼容性问题。