基于英飞凌产品的汽车ABS解决方案
来源： 作者： 发布时间：2015-04-16 07:32:56 浏览量：上面已经提及，ABS是车辆制动系统智能化的基本形式，如在此基础上增加一些额外的设备和功能，它可以扩展成其他的系统，在此将简单介绍一下汽车电子稳定系统(ESC)。与ABS只在制动时起作用不同，ESC可以实时地监控车辆的行驶状态并在车辆出现失控可能之前通过调节相应车轮上的制动力和发动机的牵引力来及时纠电感生产正行车状态，做到防范于未然。所以ESC系统需要更多的传感器，除了轮速传感器外通常还包括横摆角传感器、横向加速度传感器和方向盘转角传感器。另外，ESC还需要增加4个阀门以控制相同回路中液压液的流向。由于ESC系统要实时处理复杂的行车状况，它的软件系统也更加庞大和复杂，这就要求它要有更快信号处理和计算能力，以及更快的响应速度。
针对ABS/ESC的这些要求，作为一个能提供完整产品链的芯片供应商，英飞凌公司结合了与世界各主要ABS/ESC供应商几十年合作开发的成功经验推出了自己的参考解决方案。在下面的章节中，我们将对此进行详细的介绍。
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英飞凌ABS/ESC解决方案
英飞凌在与世界主要ABS/ESC供应商的合作过程中不断总结经验，并结合自己全面的产品线，开发出了独具特色的ABS/ESC参考方案供客户在此基础上开发自己的方案。经过日积月累地改进这个方案目前的版本如下图所示(图2)。这个方案图中包括了ABS和ESC两种方案。整个图描述的是一个ESC系统，如果去掉方向盘转角传感器、横摆角传感器和加速度传感器组以及右下角用来控制四个额外电磁阀线圈的芯片，剩下的器件组成的就是一个ABS系统。
在电感器生产这个方案中，英飞凌公司采用了最先进的XC2000系列产品作为主微控制器。XC2000是英飞凌基于130nm技术制造的16位微控制器系列并具有执行某些32位指令的能力。它采用了英飞凌成熟的C166S-V2架构并进行了改善，最高的时中山电感厂钟频率达到80MHz。该架构采用了多路数据总线技术(multiple data buses)，大部分指令都能在一个时钟周期内完成，也支持DSP技术。它具有16级中断和8个外设通道并具有极短的响应时间。XC2000系列采用了多闪存模块(Multiple FLASH modules)可以并行读取程序代码和数据。它还具有3.0V~5.5V这样较宽的电源供应范围并实现了单电压供电。XC2000系列支持1-6个CAN总线接口，通过外置或内置的FlexRay总线接口它可以实现与FlexRay总线的通讯。它有64/100/144/176数种引脚数并实现了引脚兼容，采用了绿色(无铅)小外形四方扁平(LQFP)封装，并且由于采用了增强型节能技术，其待机模式下的电流仅为约30μA，从而在体积和功耗上都达到了业界的领先水平。为了增强数据的安全性和运算的可靠性，XC2000系列采用了多项数据处理技术，如硬件ECC(Error Correction Code，包括ECC Flash和SRAM ECC技术)、Built in self test (BIST)和self repair(BISR)技术等等。此外，XC2000系列还使用了64位加密技术防止数据的泄漏。XC2000系列产品分成三个字系列，其中XC2300系列是专门针对安全应用开发的，具有极强的可靠性和稳定性。在这个方案中应用的XC2364微控制器具有最高80MHz的时钟频率、576kB闪存和50kB随机存储器(RAM)，还具有16个AD转换口，2个CAN接口和2个串行接口。这些性能保证了它能胜任比较繁重的信号处理和计算任务从而保证ABS/ESC系统的正常功能。
除了这颗主微控制器外，这个方案还使用了一颗英飞凌的8位微控制器XC866作为备份微控制器。这是一颗具有8051内核的微控制器，除了在平时协助做一些信号处理和状态检测外，它最主要的作用就是在主微控制器失效模压电感的情况下作为备份微控制器，提供给车辆最基本的系统功能，以防止车辆进入失控状态而引起危险。
在此方案中作为电源芯片的是一颗低压差固定电压输出稳压器TLE4271-2G。这是TLE4271的改进版，具有过温、过压、反接、短路等一系列保护，最高可承受持续400ms的65V电压，并自带watchdog监控与它相连的微控制器。该芯片性能稳定，可用于12V和24V两种电压，在正常工作状态下的输出电压的精度可达±2%并采用了对环境友好的绿色封装。
为了配合ABS中逐渐增长的有源传感器的使用要求，此方案使用了电压跟随器TLE4250-2G作为传感器的电源。它具有较低的成本，能有效防止传感器短路对微控制器产生冲击。该芯片采用很小的SMD封装。具有较宽的输入电压范围，能输出最大50mA的电流，并对过温、反接、短路等作了保护。
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