车用MCU浅析，MCU在汽车电子中的原理与特点，选择汽车MCU应考虑的因素

过一个既监测MCU内部电压，又监测外部电源电压电平的内部区块整合到MCU中。如图1所示，当电压降至预设的阈值以下时，MCU会自动重置。阈值电平可以从一组预先设定值（7个）中进行选择。这种方法可以从BOM中去掉外部元器件，从而降低成本。

　　2. 看门狗计时器

　　要考虑的另一个重要功能是看门狗计时器（WDT），这种计时器有助于从"失控的微处理器"或"杂乱状况下的处理器"等故障情况中恢复。该模块一旦检测到MCU处于无响应状态就会重置MCU。过去，嵌入式系统采用外部IC来执行此功能，不过，可以在MCU中整合多个看门狗计时器。例如，一个计时器可以作为CPU操作系统时钟外部的独立时钟工作。此计时器将基于较慢的CR时钟，适合作为MCU的硬件看门狗使用，或者用于较长的软件循环从而防止出现失控状况。另一个计时器可以基于较快的外围时钟。理论上，当计时器可能由于某些错误状况而反馈过快时，看门狗计时器会支持窗口功能，此时也会重置MCU。

　　3. 专用NV存储器

　　与看门狗计时器一样，EEPROM历来都是MCU的外部器件。不过，也有可能通过采用专用ROM将这类存储装置变成内部器件。提高稳定性和采用纠错机制可以进一步增强内置EEPROM。

　　将EEPROM整合到内部的高级方法是采用具有双重操作功能的闪存。闪存存储库的一部分可以进行读取，而另一部分库则可以进行编程，通过单个闪存模块来实现EEPROM。另一种方法是实现两个闪存模块，不过这种方法的开销会比双重操作闪存的开销大。

　　4. 汽车接地

　　由于电子控制单元定位方式的原因，汽车环境中的电气连接确实很长。汽车系统包含许多ECU和汲取相对较大电流的其他装置。因此，除ECU本身产生的寄生噪声之外，电气接地电平往往不理想，可能会在一定范围内漂移。

　　根据这样的接地情况进行MCU设计会提高鲁棒性和故障安全等级。高级MCU往往是根据汽车情况针对标准化VIL进行设计的。由于"浮地"有助于防止出错，从而提高了ECU品质。

　　5. Vbat电平直接输入

　　汽车系统中的某些ECU可以处理电池电平电压周围的I/O信号。对于基于CMOS设计的半导体，I/O信号是VCC电平的最大值，一般在3V至5V范围内。因此，需要转换器器进行电压电平转换。某些情况下，可以实现电压保护，从而允许高压信号通过限流电阻直接相连。

　　6. 终端功能重定位

　　在对引脚数相当大的IC进行PCB布局时尽可能保持最小的层数往往很有挑战。PCB上的外围元器件无法总是根据MCU的引脚分布进行理想的定位。有时，如果MCU具有将其内部模块重定位至另外一组引脚的内置灵活性的话就会很有用。这可以通过软件设置来实现。这种能力可以提高PCB布局过程中的灵活性。

　　7. ADC辅助功能

　　模数转换器（ADC）一直以来都是嵌入式系统的一个基本功能块。ADC可将信号从模拟域转换至数字域，从而使得能够访问来自模拟域的信息。

　　可以根据具体的应用修改ADC功能块基于ADC功能块对MCU进行区分。这种增强可以区分整个MCU封装。比如，ADC模块可以在硬件中支持范围比较器和脉冲检测功能。这些功能对于仪表板中的步进电机控制等应用、电源监测和传感器应用非常有用。ADC可以处理来自步进电机线圈的输入信号，以执行零点检测（ZPD）。在硬件中完成处理任务时，CPU可以在其它地方使用其MIPS。

　　8. LIN硬件辅助功能

　　本地互连网络（LIN）是一种成本低廉的低速通信技术，该技术在车身应用中得到了广泛的应用。通过LIN总线可实现自动帧头的传输和检测、通信测试功能、变量中断长度生成、以及硬件中的校验和生成和验证等功能。因此，使用LIN总线有助于增强MCU性能。此方法用于其他地方时有助于节省CPU的MIPS。

　　9. ZPD增强

　　对于仪表板应用而言，ECU采用零点检测（ZPD）来确定指针何时到达终点以便停止步进电机。此功能要求步进电机控制器（SMC）读取和评估电机线圈中的电压信号（也称为"反电动势"），从而进行检测。增加硬件支持可以增强SMC，从而进行电压评估，这样，实现ZPD就无需任何外部元器件。此外，大多数反电动势评估也可以采用硬件机制来进行。（在这方面，上文中提到的ADC范围比较器和脉冲检测功能比较有用。）此外，此方法只需要最小的CPU使用率

　　10. 位置和转数计

以硬件区块的形式提供四位置和转数计（QPRC）功能十分有利。这样，用户就可以在音频和导航应用中实现飞梭（jog-dial）功能。此模块可以控制旋转程度和方向，确定旋转速度。从理论上讲，这可以通过在MCU中采用标准输入捕获单元来实现。不过，实现专门用于这些任务的专用硬件模块可使CPU节约资源，从而实现系统内更好的任