基于 NXP MPC5744P 的車載域控制器方案

核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)/方案詳細(xì)規(guī)格/產(chǎn)品實(shí)體圖/PCB/方塊圖Datasheet/測(cè)試報(bào)告/Gerber/Schematics/User manual +一鍵獲取

一、方案描述

在傳統(tǒng)的汽車架構(gòu)中，系統(tǒng)采用分布式汽車電子電氣架構(gòu)（EEA），汽車內(nèi)的 ECU 通過 CAN 或 LIN 總線連接到一起。隨著人們對(duì)汽車的安全、效率、舒適等要求的提高，車輛的電子化程度迅速發(fā)展，汽車上的 ECU 數(shù)量快速增長(zhǎng)，汽車上的 ECU 基本上都有幾十個(gè)，甚至有的已經(jīng)達(dá)到上百個(gè)，分布式架構(gòu)收到了挑戰(zhàn)。大量的 ECU 單元導(dǎo)致電子軟件開發(fā)復(fù)雜性大大增加，開發(fā)者開始追求模塊化、可移植性強(qiáng)、易于管理的架構(gòu)。

為了滿足現(xiàn)代汽車的需求，域的概念被提出來，將汽車分為多個(gè)域進(jìn)行管理，形成汽車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。主要分為車身域、動(dòng)力域、底盤域、ADAS 域、外網(wǎng)域和信息娛樂域，不同的域之間的通訊就成為了一個(gè)重要功能，就是現(xiàn)在域控制器 DCU（Domain Control Uint）的概念。

在當(dāng)前域與其他域進(jìn)行訊息交換和對(duì)外溝通的時(shí)候，域控制器就變成了對(duì)外溝通的橋梁。因此域控制器內(nèi)核需強(qiáng)大的硬件計(jì)算能力，訊息交換的安全性較為重要，豐富的通信接口使總線訊息的交換變得輕松容易。NXP MPC5744P 是雙核鎖步PowerPC e200z4內(nèi)核，主頻 200MHz，汽車功能安全 ISO-26262 ASIL-D 等級(jí)。

二、方案硬件設(shè)計(jì)架構(gòu)：

1. 主平臺(tái)的選擇

本車載域控制器應(yīng)用方案的主平臺(tái)采用的是NXP MPC5744P，具有主頻 200MHz 以及豐富的外設(shè)資源，采用此平臺(tái)的原因是 ASIL D 的功能安全等級(jí)和豐富的外設(shè)資源可方便后期車載功能安全等級(jí)和外圍外設(shè)的擴(kuò)展和更新。

平臺(tái)主要特性：

• 兩個(gè)延遲鎖步的 e200z4 內(nèi)核，工作頻率高達(dá)200 MHz
• 專為實(shí)現(xiàn)功能安全(ISO 26262 / ASIL-D)
• 5 MB Flash，384 KB SRAM
• 3 個(gè)FlexCAN、2 個(gè)LINFlexD、4 個(gè)DSPI、4 個(gè)SENT、支持 LFAST SIPI、雙通道 FlexRay™控制器、10/100M 以太網(wǎng)

1. 電源設(shè)計(jì)

采用 FS8510 芯片設(shè)計(jì)，有 ASIL D 的功能安全等級(jí)，可提供 1個(gè) VPRE（10A）、3 個(gè) BUCK（3.6A）、2 個(gè)LDO（400mA）還有 BOOST 特點(diǎn)，提供了豐富的外圍可配置電源資源和功能安全 ASIL D 的等級(jí)，為后期硬體提升功能安全等級(jí)的提供可能性。

1. 其它外設(shè)

采用 TJA1105、TJA1101、TJA1021T/3、TJA1081、TJA1042、TCAN4550 etc. 芯片設(shè)計(jì)，有多種車用通訊的功能特點(diǎn)，提供了 LIN、CAN 2.0 A/B、RAY、ENET、Zipeire、CAN FD etc. 車載的通訊功能，為后期汽車網(wǎng)絡(luò)總線的升級(jí)更新提供硬體的支持。

? 場(chǎng)景應(yīng)用圖



? 產(chǎn)品實(shí)體圖



? 展示版照片



? 方案方塊圖



? MPC5744P 安全架構(gòu)



? 軟件調(diào)試界面



? 方案原理圖設(shè)計(jì)



? PCB Layout 設(shè)計(jì)



? 軟件部分展示功能



? 核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)

? 主核主頻 200MHz ? 支持 Zipwire 通訊功能 ? 支持車載以太網(wǎng)與外部設(shè)備進(jìn)行通信 ? 支持通過 RJ45 接口實(shí)現(xiàn) 100Base-TX 以太網(wǎng)通訊 ? 支持 LIN 和 FlexRay 通訊 ? 可控制 OLED 屏幕實(shí)現(xiàn)文字或圖像的顯示 ? 支持使用 OBD 接口通訊 ? 支持 3 個(gè) CAN 和 1 個(gè) CAN FD 功能 ? MPC5744P 和 FS8510 功能安全 ISO-26262 ASIL D 等級(jí) ? 可通過 PMIC FS8510 監(jiān)控和控制電源和 MCU 狀態(tài)

? 方案規(guī)格

1. 板子采用 MPC5744P 為主系統(tǒng)控制芯片，F(xiàn)S8510 為主電源控制芯片的域控制器系統(tǒng)。 2. 主板尺寸：135.0mm x 185.0mm。 3. 豐富的 CAN、LIN、RAY、ENET、Zipwire以及以太網(wǎng)接口。 4. 通過 PMIC FS8510提供整個(gè)域控制器的電源和監(jiān)控 MPC5744P，并將檢測(cè)電源相關(guān)數(shù)據(jù)回報(bào)給 MCU。