Wie sich die Stromaufnahme im Automobil senken lässt

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Bild 5: Mögliches Einsatzszenario. In diesem Beispiel kontrolliert der Baustein zwei unabhängige Domänen - eine AUTOSAR-Domäne und eine IP Router-Domäne.
(Bild: Freescale)

Zur Demonstration dieser Funktionen anhand einer praktischen Anwendung aus der realen Welt verdeutlicht Bild 5 ein mögliches Einsatzszenario. In diesem Beispiel kontrolliert der Baustein zwei unabhängige Domänen – eine AUTOSAR-Domäne und eine IP Router-Domäne.

Die AUTOSAR-Domäne:

Bedient die klassische AUTOSAR-Karosserie- und Gateway-Funktionalität,

besitzt eine dedizierte CPU und die zugehörigen Speicher- und Peripherieressourcen und

läuft nahezu unabhängig von der IP Router-Domäne, kann aber über gemeinsamen Speicher und Austauschverfahren für Interrupts mit dieser Daten sicher austauschen.

Eine IP-Router-Domäne:

Stellt die Verbindung mit dem Internet her und soll Applikationen wie die Verteilung von Flash-Downloads im Fahrzeugnetzwerk unterstützen.

Sie verwendet einen dedizierten Rechenkern, dediziertes System-RAM und einen Teil des Flash-Arrays und läuft mit eigenem Betriebssystem mit eigenen Timern, Watchdog und Systemressourcen.

Multi-Core-MCUs für mehrere Applikationen müssen in modernsten Technologien realisiert werden, wenn sie die geforderten Leistungsdaten bereitstellen sollen. Aber diese neuen Technologien werfen für den Systementwickler viele Probleme auf, unter anderem die Konfrontation mit einer erhöhten Stromaufnahme. Während jeder technologische Fortschritt dazu dient, die Bausteine schneller und leistungsfähiger zu machen und damit die Erwartungen der Kunden zu erfüllen, ist ein innovativer Denkansatz notwendig, wenn man die Herausforderung rund um den Leistungshunger des Bausteins lösen möchte.

Bild 6: Der Leistungsbedarf der Kfz-Elektronik steigt ständig weiter an.
(Bild: Freescale)

Bild 6 zeigt den immer größeren Leistungsbedarf der Bordelektronik.

Möglichkeiten, die Stromaufnahme der MCUs zu reduzieren

Frühere MCU-Generationen kannten nur zwei grundlegenden Zustände: an oder aus. Moderne MCU-Technologien machen mehrere Betriebsarten unabdingbar, wenn man die Probleme rund um die Stromaufnahme in den Griff bekommen will, zum Beispiel:

Run: herkömmlicher Betrieb bei voller Aktivität, üblicherweise der Modus mit der höchsten Stromaufnahme.

Halt: alle Elemente der MCU werden mit Strom versorgt, der Takt für die wichtigen Komponenten wird gestoppt.

Stop: alle Elemente der MCU werden mit Strom versorgt, aber nur ein kleiner Teil ist betriebsbereit.

Standby: nur ein kleines Subsystem wird mit Strom versorgt, die wesentlichen Bereiche des Bausteins werden deaktiviert.

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