剖析汽車ECU工作原理以及架構(gòu)演變

　　導(dǎo)語：朱玉龍?jiān)谖恼轮袑懙溃瑥臍v史上來看，安全系統(tǒng)的ECU架構(gòu)是從3MCU=》2MCU=》1多核MCU+外部monitor，雙MCU，或者說是MCU+外部ASICMCU的架構(gòu)。在軟件上看有兩點(diǎn)：一是主MCU和監(jiān)控MCU采用Hearbeat監(jiān)控MCU工作狀態(tài)，二是采用Data Mirroring的方式進(jìn)行運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)。

　　ECU（ electronic control unit ）即電子控制單元，泛指汽車上所有電子控制系統(tǒng)，它是由輸入電路、微機(jī)和輸出電路等三部分組成。隨著汽車電子自動(dòng)化程度的越來越高，汽車零部件中也出現(xiàn)了越來越多的ECU參與其中，線路之間復(fù)雜程度也急劇增加。

　　ECU有輸入處理電路、微處理器、輸出處理電路、系統(tǒng)通信電路及電源電路組成，其結(jié)構(gòu)如下圖所示：

　　工作原理：輸入電路接受傳感器和其它裝置輸入的信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行過濾處理和放大，然后轉(zhuǎn)換成一定伏特的輸入電平；從傳感器送到ECU輸入電路的信號(hào)既有模擬信號(hào)也有數(shù)字信號(hào)，輸入電路中的模／數(shù)轉(zhuǎn)換器可以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后傳遞給微機(jī)；微機(jī)將上述已經(jīng)預(yù)處理過的信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并將處理數(shù)據(jù)送至輸出電路；輸出電路將數(shù)字信息的功率放大，有些還要還原為模擬信號(hào)，使其驅(qū)動(dòng)被控的調(diào)節(jié)伺服元件工作。

　　根據(jù)《Delphi Secured Microcontroller Architecture》一文，里面敘述了Delphi的雙核MCU+外部monitor的架構(gòu)。如下圖所示：

　　從歷史上來看，安全系統(tǒng)的ECU架構(gòu)是從，3MCU=》2MCU=》1多核MCU+外部monitor。

　　雙MCU，或者說是MCU+外部ASICMCU的架構(gòu)，硬件上如下所示：

　　1）主MCU和監(jiān)控MCU都讀取相應(yīng)的傳感器信號(hào)

　　2）監(jiān)控MCU可以控制驅(qū)動(dòng)橋

　　3）主MCU和監(jiān)控MCU都具備單獨(dú)的Hardware watchdog