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

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MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

ISH Ingenieursozietät GmbH

RECOM Power GmbH

Texas Instruments Deutschland GmbH

Eingebauter Selbstest zur Überwachung der CPUs

Zwei Arten von „Built In Self-Test“-Modulen überwachen die CPUs (LBIST) und den Datenspeicher (MBIST oder PBIST). Das LBIST Modul kann sowohl dazu verwendet werden, die Cortex-R4- als auch die Cortex-M3-CPU während der Initialisierung des Kontrollers oder während der laufenden Applikation zu überprüfen. Im Gegensatz dazu, testet der MBIST oder PBIST den Datenspeicher (RAM) mit verschiedenen wählbaren Algorithmen.

Des Weiteren werden alle Peripheriemodule, die über einen eigenen Datenspeicher verfügen (HET, MibADC, FlexRay, DCAN und MibSPI), durch Paritätslogik in Hardware abgesichert.

Um Zugriffe auf bestimmte Speicherbereiche zu überwachen, beziehungsweise um diesen Bereichen spezifische Attribute zuzuweisen, kann die integrierte MPU (Memory Protection Unit) verwendet werden.

Alle implementierten Module, die zur Fehlererkennung dienen, sind mit dem „Error Signaling Module“ verbunden. Dieses Modul ermöglicht eine zentralisierte Priorisierung, Auswertung und Signalisierung aller erkannten Fehler nach Außen.

CPU-Kern für höchste Anforderungen

Um elektronische Lenksysteme zu realisieren, muss der verwendete Mikrokontroller in der benötigten Leistungsklasse liegen. Der Cortex-R4-CPU-Kern von ARM liegt in der Leistungsklasse >300 DMIPS und bietet zusätzlich eine Floating-Point-Einheit, die auf den Mikrokontroller-Derivaten der oberen Leistungsklasse vorhanden ist. Eine FPU-Einheit bietet Vorteile, da heutige Steuer- und Regelungsfunktionen zunehmend über modellbasierte Softwareentwicklung mit Matlab/Simulink dargestellt werden und als Floating-Point-Programmteile in das Gesamtsystem integriert werden.

Die verwendeten Mikrokontroller-Kerne von ARM wurden unter anderem für den Einsatz im Automobilbereich entwickelt und werden von vielen Halbleiterherstellern als Rechnerkerne verwendet. Die Vorteile liegen in einer Standardisierung, die es einer Vielzahl von Drittanbietern ermöglicht hat, diese CPU-Kerne mit Entwicklungswerkzeugen und Softwarekomponenten zu unterstützen.

Bausteine für komplette Systemlösungen im Auto aus einer Hand

Der TMS570 Mikrokontroller bietet sowohl die Leistungsklasse sowie alle Komponenten, um die Steuerung von modernen Lenksystemen zu realisieren. Dabei ist das Ziel neue Technologien zu entwickeln, um auch in Zukunft leistungsfähige Mikrokontroller für Systemrealisierungen im Automobilbereich zur Verfügung zu stellen. Da Texas Instruments zusätzlich analoge Bausteine und kundenspezifische ASICs anbietet, können auch komplette Systemlösungen für den Automobilbereich realisiert werden.

*Christoph Stangl ist System Applikations-Ingenieur, Ralf Eckhardt Applikationsingenieur Automobil und Gerhard Wenderlein Applikationsingenieur, alle bei Texas Instruments in Freising

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