Wie sich mit elektrischen Lenksystemen im Auto Spritverbrauch und Emissionen reduzieren lassen

Anbieter zum Thema

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

ISH Ingenieursozietät GmbH

RECOM Power GmbH

Texas Instruments Deutschland GmbH

12-Bit-A/D-Wandler verarbeiten die analogen Sensordaten

Zur Aufzeichnung von analogen Sensorsignalen, wie beispielsweise von Phasenströmen oder Positionssensoren, verfügt diese Kontroller-Familie wahlweise über einen oder zwei 12-Bit-Analog-Digital-Wandler (MibADC) mit bis zu 32 Kanälen. Um die CPU-Last zu verringern und die aufgenommenen Daten zu verwalten, verfügen jeweils beide MibADC Module über einen eigenen „multi-buffered RAM“ in dem die aufgezeichneten Daten abgespeichert und zu definierten Zeitpunkten mittels CPU oder DMA ausgelesen werden können. Das HET-Modul verfügt über umfangreiche Konfigurations-Möglichkeiten um A/D-Wandlungen anzustoßen. Insbesondere bei „Single-Shunt“ Phasenstrom-Messungen werden dadurch komplexe zeitsynchrone A/D-Wandlungssequenzen ermöglicht.

Die Mikrokontroller unterstützen FlexRay- und CAN-Bus-Protokolle

Zur Anbindung der Lenkungs-ECU an den Rest des Fahrzeugsystems kann wahlweise der FlexRay- oder CAN-Bus verwendet werden. Beide Protokolle werden von den Mikrokontrollern der TMS570 Familie unterstützt. Für das FlexRay Modul wurde zum Auslesen der Daten ohne CPU-Interaktion, ähnlich wie bei einem DMA, eine „FlexRay Transfer Unit“ implementiert. Sensoren und ASICs können über SPI- oder LIN/SCI-Modul mit dem Kontroller verbunden werden. Beide dieser Module verfügen wiederum über einen eigenen RAM-Speicher auf dem die zu sendenden oder empfangenden Daten zwischengespeichert werden.

Die SIL-3-Sicherheitsanforderungen sollen erfüllt werden

Je nach Derivat gibt es verschiedene Konzepte, um den Sicherheitsanforderungen an ein elektronisches Lenksystem gerecht zu werden. Das Ziel dabei ist, zu ermöglichen, dass das Komplettsystem den Anforderungen des „Safety Integrity Level 3“ (SIL3), definiert im IEC61508 Standard, bzw. des „Automotive Safety Integrity Level“ (ASIL), definiert in ISO26262-Norm, gerecht wird. Um das geforderte Sicherheitsniveau zu erreichen, müssen alle relevanten elektronischen und mechanischen Komponenten und deren Zusammenspiel im Lenksystem analysiert werden. Dieses Ziel wird vereinfacht, wenn auch die einzelnen Komponenten hinsichtlich Sicherheit optimiert wurden oder Sicherheitsfunktionen bieten, wie das bei der TMS570 Familie der Fall ist.

Mikrokontroller-Familien mit verschiedenen CPU-Architekturen

Texas Instruments bietet derzeit Mikrokontroller-Familien an, welche die folgenden CPU-Architekturen jeweils auf einem Chip integrieren:

• Zwei identische CPUs in „lock-step“:

Bei dieser Architektur bearbeiten zwei identische Cortex-R4-CPUs dasselbe Programm. Die Ergebnisse beider Berechnungen werden in jedem CPU-Zyklus miteinander verglichen, um mögliche Fehler zu erkennen und darauf zu reagieren.

• Zwei unterschiedliche CPUs:

Bei dieser Architektur werden eine Cortex-R4- und eine Cortex-M3-CPU eingesetzt. Hier sind generell zwei Arten von Anwendungen möglich: Für sicherheitskritische Applikationen kann die Cortex-M3-CPU die Cortex-R4-CPU überwachen oder umgekehrt. Zusätzlich kann jede CPU eigene Aufgaben übernehmen, um so die Rechenleistung insgesamt zu erhöhen.

Um Fehler sowohl im Programm- als auch Im Datenspeicher zu erkennen und darauf reagieren zu können, verfügen beide Speicher über ECC-Logik (Error Correction). Mit einer Hamming-Distanz von 4 ermöglicht dieses Modul Einzelfehler zu korrigieren und Doppelfehler zu erkennen.

(ID:314101)