基于 NXP MPC5744P 的车载域控制器方案

一、方案描述

在传统的汽车架构中,系统采用分布式汽车电子电气架构(EEA),汽车内的 ECU 通过 CAN 或 LIN 总线连接到一起。随着人们对汽车的安全、效率、舒适等要求的提高,车辆的电子化程度迅速发展,汽车上的 ECU 数量快速增长,汽车上的 ECU 基本上都有几十个,甚至有的已经达到上百个,分布式架构收到了挑战。大量的 ECU 单元导致电子软件开发复杂性大大增加,开发者开始追求模块化、可移植性强、易于管理的架构。

为了满足现代汽车的需求,域的概念被提出来,将汽车分为多个域进行管理,形成汽车网络架构。主要分为车身域、动力域、底盘域、ADAS 域、外网域和信息娱乐域,不同的域之间的通讯就成为了一个重要功能,就是现在域控制器 DCU(Domain Control Uint)的概念。

在当前域与其他域进行讯息交换和对外沟通的时候,域控制器就变成了对外沟通的桥梁。因此域控制器内核需强大的硬件计算能力,讯息交换的安全性较为重要,丰富的通信接口使总线讯息的交换变得轻松容易。NXP MPC5744P 是双核锁步PowerPC e200z4内核,主频 200MHz,汽车功能安全 ISO-26262 ASIL-D 等级。

二、方案硬件设计架构:

  1. 主平台的选择

本车载域控制器应用方案的主平台采用的是NXP MPC5744P,具有主频 200MHz 以及丰富的外设资源,采用此平台的原因是 ASIL D 的功能安全等级和丰富的外设资源可方便后期车载功能安全等级和外围外设的扩展和更新。

平台主要特性:

  • 两个延迟锁步的 e200z4 内核,工作频率高达200 MHz
  • 专为实现功能安全(ISO 26262 / ASIL-D)
  • 5 MB Flash,384 KB SRAM
  • 3 个FlexCAN、2 个LINFlexD、4 个DSPI、4 个SENT、支持 LFAST SIPI、双通道 FlexRay™控制器、10/100M 以太网
  1. 电源设计

采用 FS8510 芯片设计,有 ASIL D 的功能安全等级,可提供 1个 VPRE(10A)、3 个 BUCK(3.6A)、2 个LDO(400mA)还有 BOOST 特点,提供了丰富的外围可配置电源资源和功能安全 ASIL D 的等级,为后期硬体提升功能安全等级的提供可能性。

  1. 其它外设

采用 TJA1105、TJA1101、TJA1021T/3、TJA1081、TJA1042、TCAN4550 etc. 芯片设计,有多种车用通讯的功能特点,提供了 LIN、CAN 2.0 A/B、RAY、ENET、Zipeire、CAN FD etc. 车载的通讯功能,为后期汽车网络总线的升级更新提供硬体的支持。

场景应用图

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产品实体图

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