新能源汽車設計的核心技術(2)

　　隨著新能源汽車技術逐漸成熟，電機控制系統(tǒng)面臨越來越高的要求：用于無傳感器矢量控制的復雜算法和高級建模需要出色的處理能力;需要具有性能、效率、易用性以及成本方面的綜合優(yōu)勢。MB91580系列就內置可適用于電動及混合汽車電機控制的CPU內核和外設功能，值得一提的是旋轉變壓器感應器內置了專用接口電路，可降低系統(tǒng)成本，并通過實現(xiàn)驅動電機必須的高轉矩響應控制過程達到改善電機運行和降低能耗的目的。

　　高效率、低成本地實現(xiàn)高轉矩汽車電機的控制過程極具挑戰(zhàn)性。MB91580系列通過集成關鍵外設功能實現(xiàn)了降低系統(tǒng)成本、高速反饋控制，達到改善電機運行和低能耗的目的。MB91580集成的主要功能特性還包括：具有高精度檢測電流和電機位置的12位A/D轉換器和R/D轉換器，R/D轉換器檢測電角度，與檢測三相電流的A/D轉換器同步;集成專用計算電路，因此可自動計算內置R/D轉換器檢測到的電角度的正弦和余弦值。“除了解決方案本身的性能特性外，電機控制相關算法也非常關鍵。富士通可以提供包括成熟的180度變頻控制在內的各種核心關鍵算法，因此在新能源汽車的電機控制領域具有特殊的技術優(yōu)勢。”王鈺指出。

　　高性能電機控制系統(tǒng)通常包括核心伺服功能、運動描述和主機通信功能，對處理器的處理能力提出了很高的要求。而MB91580系列內置高性能CPU內核，集成在160DMIPS高性能CPU內的專用浮點運算單元利用內置外設功能生成的信息處理向量轉換和PID控制運算，該特性通過實現(xiàn)進一步快速反饋控制可以改善電機運行和降低能耗。

　　作為新能源汽車的核心部件。電機控制不僅關系著整車性能還與行車安全息息相關。在富士通的電機控制MCU設計中充分考慮了安全特性，通過6大安全機制來保證系統(tǒng)運行的安全可靠，包括：在系統(tǒng)啟動前進行MCU的自我診斷、總線自診斷、RAM的自診斷;程序非法運行時非法輸出端口保護;系統(tǒng)運行期間進行總線診斷、RAM錯誤糾正、閃存錯誤糾正。據(jù)透露，富士通在未來的產品計劃中，還將增加核心MCU的冗余設計(例如雙核或多核)以實現(xiàn)更強的系統(tǒng)保護。

　　圖2：電機控制MCU融合了六大安全保障特性。

　　視頻技術提升用戶體驗和安全特性

　　知名調研機構iSuppli指出，一線供應商在為汽車開發(fā)系統(tǒng)時，必須滿足三大關鍵條件，其中之一是必須支持視頻顯示和反饋。事實上，近年來汽車電子領域最具吸引力且成長最快的部分為基于顯示終端的車載信息娛樂系統(tǒng)以及虛擬儀表系統(tǒng)。這些電子系統(tǒng)需要高性能的視頻圖像處理能力，要求高速進行大量實時成像數(shù)據(jù)的復雜處理。“富士通非常重視這塊業(yè)務市場，目前富士通占有該領域全球領先的市場份額。”王鈺指出。

　　在本屆汽車電子峰會上，富士通公司重點展示了基于領先視頻處理技術的三維全景系統(tǒng)，吸引了與會專業(yè)人士的極大興趣。這種基于MB86R11“Emerald-L”2D/3D圖像SoC的全景視頻系統(tǒng)支持前后左右四個攝像頭進行汽車周邊環(huán)境的實時全景視頻監(jiān)測。據(jù)悉，MB86R11采用了獨特的視頻處理算法，四個攝像頭采集的圖像通過芯片進行視頻捕捉、3D繪圖后，呈現(xiàn)給駕駛員的是LCD上清楚顯示的車周全景圖像，實現(xiàn)身臨其境的視覺效果，使駕駛員在停車、行車、轉彎等條件下都能準確進行周邊行車條件的判斷。由于芯片本身集成了高性能的圖形處理和中央處理器、存儲器控制器，通過硬件的方式實現(xiàn)實時的四路視頻信息處理，避免了一般視頻處理芯片進行大量實時視頻信息處理時的性能瓶頸。

　　圖3：汽車中視頻、圖像顯示應用。

　　全景視頻監(jiān)控是先進的視頻處理技術的一種應用之一，MB86R11還可以支持汽車數(shù)字儀表板和導航系統(tǒng)的圖像顯示，以及在中高端汽車中將大量采用的基于圖形芯片的虛擬儀表技術。除MB86R11以外，富士通去年還推出了采用MB91590系列主芯片設計的圖形化汽車儀表參考方案，支持GDC強大圖形功能和倒車輔助影像顯示，同期還針對采用段型液晶顯示的儀表板推出了兩款MB91570系列產品。

　　事實上，基于MB86R11實現(xiàn)的全景視頻功能不僅僅可以給汽車駕駛帶來360度的無障礙視覺效果，強大的視頻處理能力還可以實現(xiàn)更多的安全功能。“該方案可以結合智能視頻識別技術，實現(xiàn)包括路基識別、分界線識別、各種安全標示識別等主動安全功能。”王鈺表示。此外，處理能力超強的視頻芯片還可以進行更多的安全應用功能擴展，例如基于指紋識別的防盜功能、影像倒車輔助功能以及行車記錄儀，等等。據(jù)悉，目前該芯片的汽車全景視覺應用已經可提供完整的參考設計，并實現(xiàn)了包括主動安全功能在內的多種功能開發(fā)。