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适用于车身控制器单元应用的汽车遥控钥匙

时间:01-27 来源:互联网 点击:

系统1——保护汽车

  该流程可分成以下几个步骤:

  消息接收

  遥控发射上锁和保护汽车消息。MC33696处理并解码曼彻斯特编码消息。现在,SPI 2总线携带消息数据,这在期间,MC33696作为主SPI 2,MCU作为从SPI 2。数据发射由SCLK和MOSI信号管理,并维持已配置的波特率。一旦该消息被接收,MCU就验证数据内容,避免错误解码。

  消息验证

  验证消息数据用曼彻斯特编码算法编码。MCU定时器外设可用于简化编码流程。MCU SPI模块现在被配置为主SPI 2总线,而MC33696操作从接收模式更改为发射模式。数据发射采用SCLK、MOSI和SS线路开始。遥控器单元验证消息数据,验证成功时,发回验证代码。消息验证流程可根据需要多次重复,循环次数是系统设计人员的选择。

  系统配置

  一旦收到验证代码,MCU就通过CAN总线通知相关应用系统,必须锁住和保护汽车。现在,应用系统可以根据所需功能(如激活门锁),进入低功耗模式或处理一个操作。BCU等待系统响应,配置MC33696为接收模式并断开SCLK链路,清空MC33696 SCLK管脚缓冲器。MCU把MC33742 L3配置为唤醒管脚并通过SPI 1发送休眠命令,以关闭VDD和V2调节器。模块功耗从50 mA 降为100 μA(见表1),但MC33696器件除外,当接收新的无线消息时,它需要更高功率启用系统唤醒。

  系统1——不保护汽车

  处理唤醒


  遥控消息通过MC33696收发器接收。MC33696 SCLK信号出现在MC33742 L3管脚并唤醒SBC。SBC进入正常请求模式,VDD调节器被打开。提供MCU并进行MCU初始化。

  跟踪唤醒源

  通过SPI 1总线,读取MC33742唤醒寄存器(WUR)内容可跟踪唤醒源。

  如果MC33696触发了系统唤醒功能,MCU把 SPI 2总线SPI模式配置为从模式,并互连SCLK线路。至此,由于MCU不能接收消息,好几个消息字节已经丢失。MCU现在等待新的RKE消息,验证消息数据并以上述相同方式处理验证。

  只有验证成功的情况下,才处理系统1的初始化。如果消息数据未包含不安全命令,BCU会再次进入低功率模式。当在嘈杂环境中工作时,所描述的机制非常有用。有时,噪音可被错误地理解为遥控信号并导致系统错误。系统唤醒功能的另一来源可以是MC33742 CAN接收器接收到的CAN消息。

  系统2——保护汽车

  遥控器消息处理和数据验证与系统1相同。除 SBC 和MCU进入不同的低功率模式外,系统2的配置也以相同方式进行处理。SBC为MCU维持VDD电源,并且MPC5516进入Sleep 2模式,在接收到SPI消息使启用唤醒功能。

  当处于Sleep 2模式时,MPC5516提供如下唤醒源:

-实时时钟(RTC)
-自动定期中断(API)
-正向、负向或任意边沿跳边的I/O管脚唤醒

  在图2所示的系统2解决方案下,与SPI SCLK信号线路连接的唤醒I/O管脚用来唤醒MCU。在低功耗模式下,MCU必须定期更新SBC看门狗,防止重置。

  系统2——不保护汽车

  处理唤醒


  MC33696收发器接收并解码遥控消息。当SCLK信号出现在I/O管脚上时,MPC5516离开Sleep 2模式。现在,MCU既可以像在重置后那样,也可以在程序存储器中的某个位置启动。之所以能够启动,是因为在MCU进入Sleep 2模式前,加载了重置恢复指针寄存器。重置恢复指针寄存器包括程序存储器地址,其中处理唤醒恢复时,启动程序计数器。

  根据应用设计人员的选择,消息验证算法既可从RAM也可从Flash里执行。从RAM里执行代码系统恢复更快,然而进入Sleep 2模式前,受RAM容量和必须在RAM中复制应用程序的限制。另外,MCU功耗随着启用的RAM块数目增加而增加。另一方面,闪存为应用代码提供足够的空间,但代价是系统恢复较慢。

  测试、测量和评估

  测试和测量在飞思卡尔的BCU平台上进行,如图3所示。BCU主板包含的设备支持:

-连通性 — LIN (MC33661), CAN (MC33742, MC33902), FlexRay
-负载控制 — eXtreme 开关器件(MC15XS3400, MC35XS3400 MC10XS3412) 和 COSS (MC33879)
-键盘控制 — MSDI (MC33972)
-RKE — MC33696


  对遥控解决方案来说,过去曾选择8位MC9S08QG8 MCU和MC33696 UHF收发器。该分析的目的是看看两个概念能否在真正的BCU平台上运行。测试主要集中在MCU、SBC和RKE互联验证和功耗测量方面。

  测试结果见表1和表2。测量表明(总计(选通脉冲1/10)),低功耗模式中的系统1电流消耗只是运行模式的电流消耗的约50分之一,而系统2低功耗模式的电流消耗仅是运行模式电流消耗的十分之一。

  当达到最低功耗时,可从表1中推断出以下规则:

  *当MCU电源被维持时,禁用所有外设,保持尽可能低的电流消耗
* MC33696收发器需要采用选通振荡器1/10
*系统处于低功率模式时,电源维护的器件越多,功耗就越高(见总计(选通脉冲1/10)—1.1 mA对5 mA)

  见表2,在Sleep 2模式中引入MPC5516功耗致使MCU电流低于100 μA(VDDR、VDDA、VPP)。剩余的600 μA通过与MCU(如eXtreme开关器件、COSS等)连接的器件流出。MCU没有消耗电流,电流只通过端口流向外部器件。这意味着电流也取决于MCU环境。

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