微控制器技術的案例
英飛凌XMC微控制器技術解析
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【免責聲明】版權歸原作者所有，僅用于技術分享與交流，非商業用途！對文中觀點判斷均保持中立，若您認為文中來源標注與事實不符，若有涉及版權等請告知，將及時修訂刪除，謝謝大家的關注
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ST：用于智能網關解決方案的汽車微控制器和微處理器
ST：用于智能網關解決方案的汽車微控制器和微處理器
『下載』微流體驅動與控制技術研究進展
隨著微流體系統，尤其是生物芯片和縮微芯片實驗室（Lab-on-a-chip）技術的發展，微米乃至納米尺度構件中流體的驅動與控制技術越來越引起人們的注意。微流體系統是微電子機械系統（MEMS）的一個重要分支，是構成大多數微系統中感應元件和執行器件的主要組成部分，也是MEMS發展需要解決的關鍵技術之一。另一方面，微流體驅動與控制技術的發展也嚴重影響著微流體器件的進一步小型化和性能的改進，后者反過來也促進了微流體驅動與控制技術的發展。微流體驅動和控制技術的研究已逐漸成為MEMS研究的一個熱點。
微流體的驅動與控制和宏觀流體的驅動與控制有很大的不同，這主要是由于當尺度減小時，流體的流動特性發生了變化，這種流動特性的變化使得宏觀流體驅動與控制技術在微流體中的簡單移植往往不成功。微流體的驅動與控制技術更為復雜和多樣化，不僅可能出現不同于宏觀流動的規律，而且許多在宏觀流動中被忽略的因素，將成為主要的影響因素。這里，有必要首先對微流體驅動中的流體力學問題做個簡要的分析。
詳細資料請看附件
展開 基于ARM Cortex-M3架構用于各類通用微控制器應用的指紋識別芯片-P1032BF1
ARM Cortex-M3是一款專為嵌入式系統優化的32位RISC（精簡指令集）處理器內核，基于 ?ARMv7-M架構?，廣泛應用于STM32、GD32等微控制器中。Cortex-M3通過?哈佛流水線、雙堆棧、NVIC中斷、Thumb-2指令集?等機制，在?實時性、低功耗、代碼密度?之間取得平衡，成為32位微控制器領域的主流架構。
Cortex-M3加入了類似于8位處理器的內核低功耗模式，支持3種功耗管理模式：通過一條指令立即睡眠；異常/中斷退出時睡眠；深度睡眠。使整個芯片的功耗控制更為有效。
內核架構與總線結構：
哈佛架構?：Cortex-M3采用改進型哈佛結構，擁有?獨立的指令總線（I-Code）和數據總線（D-Code）?，允許取指與數據訪問并行進行，提升吞吐率。
統一地址空間?：盡管總線分離，但指令和數據共享?同一4GB線性地址空間?，并非獨立編址。
三級流水線?：包括?取指（Fetch）、譯碼（Decode）、執行（Execute）?，結合?靜態分支預測?，減少分支指令導致的流水線斷流。
由工采電子代理的指紋芯片 - P1032BF1是一款基于ARM Cortex-M3的單片機，專為Wi-Fi /藍牙通信控制而設計；能夠實現指紋的圖像采集、特征提取、特征比對，可應用于智能鎖；支持大型程序代碼和擁有大型嵌入式SRAM，也可用于一般的MCU應用。
P1032BF1是一個CMOS設備。輸入信號上的浮動電平導致設備運行不穩定，電流消耗異常。上拉或下拉電阻應適當用于輸入或雙向引腳。ARMCortex-M3內核的預取部件具有分支預測功能，可以預取分支目標地址的指令，使分支延遲減少到一個時鐘周期。
展開 英飛凌推出具備強大計算能力和并滿足高效率和安全標準先進特性的全新汽車微控制器系列
2010年8月17日，德國紐必堡訊——英飛凌科技股份公司（FSE：IFX /OTCQX：IFNNY）近日推出適用于汽車動力總成和底盤應用的全新AUDO MAX系列32位微控制器。AUDO MAX系列可為發動機管理系統滿足歐5和歐6排放標準提供支持，使電動汽車的動力總成功能實現電氣化。AUDO MAX系列的主要特性包括：高達300MHz的最大時鐘頻率、SENT和FlexRay?等高速接口以及利用PRO-SIL?特性為先進安全設計提供全面支持。此外，這種全新的微控制器適用于在高達170°C*的溫度條件下使用。AUDO MAX系列以TriCore?處理器架構為基礎，采用90納米工藝制造。
“AUDO MAX 系列32位微控制器具備極高的性能和實時功能，目前還沒有哪種動力總成和底盤應用微控制器能夠與之媲美。”英飛凌汽車部副總裁兼微控制器業務總經理Peter Schaefer指出，“其中兩款器件——TC1793和TC1798——的時鐘頻率高達300MHz，比時鐘頻率為180MHz的上一代產品快66%。”
對于內燃機控制應用而言，AUDO MAX系列可以為每個缸單獨計算最理想的空燃比和確定最佳燃油噴射量和點火時間。AUDO MAX系列的全面安全特性支持動力總成和底盤應用實現更高安全水平，例如連續減震控制系統。此外，AUDO MAX還十分適用于采用線控技術的車輛的自動變速箱控制。
英飛凌還推出可在高達170°C環境溫度下工作、十分適用于自動變速箱應用的裸晶版AUDO MAX器件。AUDO MAX系列的其他特性包括出色的硬件和軟件擴展性以及向前兼容其前代系統AUDO FUTURE——如今已應用于許多車用電機控制系統。
展開 電機控制器技術及趨勢-新能源
若前期做了單板的仿真，可以更快做設計上面的精確設計）
芯片級（IGBT、主功率模塊仿真，IGBT是模塊控制器核心，如何發揮IGBT最大能力，取決于IGBT芯片級仿真的準確度）
試驗需滿足高精度：進行多輪次試驗試驗仿真閉環，散熱器偏差±3℃
復雜工況仿真：額定、過載典型工況仿真、堵轉特殊工況仿真、周期性負載、非線性負載確定控制器最大的能力。
二、電控系統效率優化技術
電控系統效率提升1%，對整車經濟性以及重量都很有優勢，效率優化技術包括載頻動態調整、DPWM發波技術、過調制技術、廣域高效HSM電機。
2.1、載頻動態調整技術
電控系統最主要的損耗來源是逆變器部分，逆變器損耗70%來自開關部分。
從開關損耗角度降低，研究了載頻動態調整技術。通過仿真試驗發現，調整開關頻率后，控制器效率最大可以提升2%左右，使用動態載頻率技術，尤其是在低轉速，對載頻要求不那么高的時候，調整載頻可以有效降低控制器的損耗，提供控制器的效率，初步預計每100公里可以提供1.5公里左右，載頻不能無限制下調，還需要考慮整車噪音和電機控制的需要。
2.2、DPWM發波技術應用
不連續發波的技術應用，采用DPWM技術比COWM技術減少1/3的開關次數，可以顯著降低開關次數，達到減少開關損耗的目的。
當調制比M>0.816，CPWM和DPWM調制下的諧波近似相同。此區域可采用DPWM技術以降低器件損耗。
展開 新型整車控制器關鍵技術分析
軟件定義汽車的出現，要求整車控制器具備高計算性能、程序可更新、客戶可安裝軟件等特性，在整車控制器上微控制器便不能再獨自勝任。
目前主流的解決方案是引入微處理器（MPU）作為微控制器的補充。組成雙核心高性能整車控制器。這些微處理器與智能手機或PC中使用的微處理器非常相似，具有強大的計算及數據處理能力和高核心頻率。但其并不像微控制器具有種類繁多的外設，甚至連程序運行所必須的RAM、ROM都不包含，所以硬件設計時必要的外設需要被重新考慮。
整車控制器中同時包含了微處理器與微控制器（圖6）。由于這是2個獨立的軟件系統去實現一些共同的功能，核間通信必不可少。核間通信有大量數據量傳輸，對通信帶寬要求較高，且通信方式必須同時被微控制器和微處理器所支持。滿足上述特點的以太網是一個優質選擇。
雙核心控制架構還有一種形式，高集成度的SOC（SystemonChip）芯片同時集成微控制器和微處理器。盡管物理上統一，但這仍然是2個獨立的軟件系統，需要相互配合去實現一些共同的功能。
在雙核心架構的整車控制器中，微控制器和微處理器采用不同的操作系統。CLASSICAUTOSAR依然是微控制器最好的操作系統解決方案。而對于微處理器，操作系統選擇空間很大，主要包括Linux、QNX、VxWorks、PikeOS。雖然AUTOSAR推出了ADAP?TIVEAUTOSAR，但嚴格來講，這并不是一個完整的操作系統。ADAPIVEAUTOSAR無法獨立運行，它運行于POSIX標準接口之上。而POSIX接口還需要上述提到的Linux、QNX、VxWorks、PikeOS等操作系統來提供。同CLASSICAUTOSAR相比，ADAPTIVEAU?TOSAR的模塊數量不足前者15%。
展開 新型整車控制器的關鍵技術分析
2.4 雙核心控制架構
在過去的幾十年里，汽車電子行業一直采用微控制器（MCU）搭建各種類型的車載控制系統。盡管不同廠家的微控制器性能各異，但他們都有一些通用的特點：集成度高、價格低廉、高可靠性、核心頻率低、程序是預先裝載的以及不允許用戶安裝軟件。軟件定義汽車的出現，要求整車控制器具備高計算性能、程序可更新、客戶可安裝軟件等特性，在整車控制器上微控制器便不能再獨自勝任。
目前主流的解決方案是引入微處理器（MPU）作為微控制器的補充。組成雙核心高性能整車控制器。這些微處理器與智能手機或PC中使用的微處理器非常相似，具有強大的計算及數據處理能力和高核心頻率。但其并不像微控制器具有種類繁多的外設，甚至連程序運行所必須的RAM、ROM都不包含，所以硬件設計時必要的外設需要被重新考慮。
圖6 微控制器（MCU）與微處理器（MPU）集成度差別
整車控制器中同時包含了微處理器與微控制器（圖6）。由于這是2個獨立的軟件系統去實現一些共同的功能，核間通信必不可少。核間通信有大量數據量傳輸，對通信帶寬要求較高，且通信方式必須同時被微控制器和微處理器所支持。滿足上述特點的以太網是一個優質選擇。
雙核心控制架構還有一種形式，高集成度的SOC（System on Chip）芯片同時集成微控制器和微處理器。
展開 新型整車控制器關鍵技術分析
目前主流的解決方案是引入微處理器（MPU）作為微控制器的補充。組成雙核心高性能整車控制器。這些微處理器與智能手機或PC中使用的微處理器非常相似，具有強大的計算及數據處理能力和高核心頻率。但其并不像微控制器具有種類繁多的外設，甚至連程序運行所必須的RAM、ROM都不包含，所以硬件設計時必要的外設需要被重新考慮。
整車控制器中同時包含了微處理器與微控制器（圖6）。由于這是2個獨立的軟件系統去實現一些共同的功能，核間通信必不可少。核間通信有大量數據量傳輸，對通信帶寬要求較高，且通信方式必須同時被微控制器和微處理器所支持。滿足上述特點的以太網是一個優質選擇。
圖6 微控制器（MCU）與微處理器（MPU）集成度差別
雙核心控制架構還有一種形式，高集成度的SOC（System on Chip）芯片同時集成微控制器和微處理器。盡管物理上統一，但這仍然是2個獨立的軟件系統，需要相互配合去實現一些共同的功能。
在雙核心架構的整車控制器中，微控制器和微處理器采用不同的操作系統。CLASSIC AUTOSAR依然是微控制器最好的操作系統解決方案。而對于微處理器，操作系統選擇空間很大，主要包括Linux、QNX、VxWorks、PikeOS。雖 然AUTOSAR推 出 了ADAP?TIVE AUTOSAR，但嚴格來講，這并不是一個完整的操作系統。ADAPIVE AUTOSAR無法獨立運行，它運行于POSIX標準接口之上。而POSIX接口還需要上述提到的Linux、QNX、VxWorks、PikeOS等操作系統來提供。同CLASSIC AUTOSAR相比，ADAPTIVE AU?TOSAR的模塊數量不足前者15%。從目前情況看，若想達到CLASSIC AUTOSAR在汽車行業的普及率，ADAPTIVE AUTOSAR依然有很多路要走。
展開 
江淮汽車：域控制器與主干網技術路線探討
自動駕駛起步晚，但技術起點較高且在快速升級應用各種新技術，大量的攝像頭、雷達、地圖對通信系統要求較高，研究引進以太網。而EPS、ESC、EMS、TCU傳統動力底盤系統僅做軟件開發以適應自動駕駛對轉向、制動、加速、停車的要求。
車身控制領域和智能座艙領域是客戶價值體現最多的領域，功能越來越復雜，所用的新技術大部分來自于消費電子，如車聯網、語音控制、AI等，由于更新升級較快，迭代周期更接近于手機，需要OEM自主開發實現快速應用和迭代，要求OEM必須具備在控制器軟硬件方面的開發能力。
3. 向域控制與主干網方向迭代的技術路線
域控制器是對領域內算力的整合，按照功能域或區域整合，對軟硬件開發能力要求更高，將相關或不相關的功能整合在一起，域控制器具備主干網的接口。主干網采用高速通信，目前主流仍然是CAN，動力底盤部分有采用Flexray，成本高"。高端OEM在研究以太網作為主干網，但國內傳統主機廠難以承受研發投入和零部件成本，且整車層面沒有必然的功能需求，目前僅在自動駕駛領域和OBD診斷方面采用。各主機廠基礎技術架構不同，研發組織架構不同，無法全盤推倒，所以根據自身的實際情況去迭代開發才是最符合自身需求、降低開發成本和控制開發周期的路線。下文以傳統分布式電子電氣架構為例，研究往域控制與主干網方向演進的技術路線。
3.1 第一階段∶形成2個域控制器
動力底盤單元不變。在車身領域以BCM車身控制為中心整合出車身域控制器，帶大量的子CAN和LIN等子網，短期內不能整合的則作為子節點。隨著開發能力的提高，域控制器逐漸集成控制類的子節點，最終只保留了帶總線的開關、傳感器和執行器以及對造型和安裝結構有特殊要求的部件，其內部軟件完全通用化2。
展開 自動控制技術在飛行器動力系統中的應用
VAATE計劃的發展重點是經濟可承受性，總目標是到2017年開發出革命性和創新性的技術，使先進軍用發動機的經濟可承受性提高到F119發動機的10倍，推重比提高20%～30%，耗油率降低25%～30%，研制、生產和維修成本降低50%
1999年美國NASA提出極高效發動機技術(VEET)計劃【2】，到2005年結束。
主要分7個項目：
a. 推進系統一體化和評估；排放控制；
b. 高負荷葉輪機；
c. 發動機高性能材料和結構；
d. 推進系統——機體一體化；
e. 智能推進控制；
f. 綜合部件驗證。
其中自動推進系統設計，它的控制系統不依賴駕駛員，并在特定任務剖面類達到最佳加性能，同時對環境的影響最小。
還能調整系統特性，使各個部件的壽命最長，因而改善推進系統的壽命和安全性。自動控制技術在飛行器的控制中應用越來越廣，再如無人機的飛行控制從推進控制到飛行姿態的智能自動控制。
新技術的快速應用如：采用數字電調技術，對發動機實時監測和故障診斷，對飛機推進系統進行一體化數字最佳控制；光纖傳感器的廣泛應用；光纖控制系統綜合、超大規模集成電路的應用。都極大地加速著飛行器動力系統的發展。
4、結束語
科學家高歌提出，我們應當加大力度發展新型發動機如：真空零點能發動機、反物質發動機。
當前有好多種高性能發動機不斷取得突破和進展如：超燃沖壓發動機，脈沖爆震發動機。 在發展型號的同時應該著手預研究，重視預研的重要性。【3】作為航空航天學院的探控系學生，面對我國發動機技術基礎差，與領先國家存在著巨大差距，發動機發展日新月異的時代，我們面臨的是機遇也是挑戰，當奮起直追，強大我國航空航天事業！
展開 液位傳感器在人工養殖魚塘的水位控制中的應用技術方案
隨時市場上日益壯大的需求和現代養殖技術的迅速發展，人工養殖行業中存在的商機巨大，這一領域也逐漸成為了人們關注的焦點，再加之人工智能的引進，大量的人力減少更給養殖主帶來了豐厚的經濟效益。同時科技的不斷發展，魚塘養殖業已經不再是原始狀態，采用智能方式進行人工養殖，例如魚塘水位控制。下面工采網小編和大家一起看看液位傳感器在人工養殖魚塘的水位控制中的應用技術方案。
我們都知道池塘人工養殖魚類，因池塘水體相比于河湖和水庫來說是小水體。水深水淺只能說沒壞處也能說沒好處。水深在一定范圍內可以增加單位面積的水體容量，若溶氧有保障、水溫分層能有效避免，是可以提高產量的。從透明度的角度來講，若無增氧或攪水機械，1.5~2米以下基本就達到了溶氧的補償深度。即在此深度以下光合作用基本沒有，整個水體處于低氧狀態。夏天深水能起到降溫作用，大水面(水庫、河道)溶氧和光照的補償深度會比精養池塘大很多。
由此可知池水深度差異對魚的影響。池水超過3米時，一般情況下因光照不足或無光，產氧功能不足或缺失，底層多為溶氧不足，魚—般不會在底層活動。當水深達4米及以上時，基本上水體浪費很大，表層和底層水溫相差也巨大，底層缺氧甚至寡氧(無氧)。底層少有魚類活動(冷水魚除外)，似冰火兩重天，故而，過度深水塘的魚產量不一定比適度水深(2-3米)塘的魚產量高。
因此，養魚水的深度以2-3米為最佳。水深2-2.5米時，因水深1米處和2米處溶氧相差一半，須增氧機攪水才能混合達到均氧狀態以宜魚類生長。水深1米，原則上須微流水養殖，否則，產量不會很高。
目前在現有的養殖場或者魚塘中，對其水位進行控制時，通常采用人工的方式進行控制，例如，通過人工開關魚塘等的閘閥等進行控制，導致了在進行水位控制時的智能性較低。
展開 安全帶系統及主動控制卷收器技術
高級安全帶系統及主動控制卷收器技術.part2.rar
高級安全帶系統及主動控制卷收器技術.part1.rar
