Los automóviles modernos vienen con varias ECU conectadas al bus CAN, la red informática interna del automóvil. Las ECU controlan casi todas las partes de un automóvil, como el motor, los frenos, la transmisión y las bolsas de aire, mientras automatizan estas partes y aumentan la eficiencia.
Las ECU consisten en una o más CPU de microcontrolador que son chips especializados que se adaptan fácilmente en un entorno operativo resistente, alta temperatura y atracción gravitacional.
1. MCU automotriz SPC5 de 32 bits
STMicroelectronics produce una serie de microcontroladores (MCU) de 32 bits para aplicaciones de ECU automotriz. Estos chips vienen con memoria flash integrada que va desde 128 KB hasta 10 MB.
La familia de chips ECU SPC5 también ofrece varias capacidades de procesamiento, según las aplicaciones automotrices, como uso general, seguro y conectado, y alto rendimiento. Encontrará una velocidad de reloj de la CPU tan baja como 48 MHz y hasta 200 MHz.
Por lo tanto, dependiendo de la longitud o los números del código de programación, el fabricante del automóvil puede elegir diferentes chips para las ECU.
Los MCU SPC5 vienen con hasta tres núcleos de procesamiento. Los encontrará principalmente en ECU que controlan el motor y el chasis, además de sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS), seguridad del conductor y ventanas y puertas.
El chip y su módulo de memoria pueden soportar una temperatura de hasta 165 °C y funcionan bien incluso a -40 °C. Dado que se trata de CPU de grado automotriz, también pueden soportar fuertes golpes.
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Las ECU fabricadas con estos microcontroladores admiten una amplia gama de opciones de conectividad de datos como Ethernet, red de interconexión local (LIN), FlexRay, DSPI y CAN-FD.
2. Arquitectura MIPS32 y MIPS64
Los microcontroladores MIPS vienen con la arquitectura del conjunto de instrucciones RISC. Los encontrará principalmente en dispositivos electrónicos como módulos de red avanzados, microcontroladores pequeños, consolas de juegos, productos de automatización de oficinas y decodificadores.
MIPS Technologies fabrica MCU MIPS de 32 bits y MIPS de 64 bits para ECU automotrices. Estas CPU son eficientes en código, requieren menos energía y tienen un bajo costo. Algunas MCU MIPS de 64 bits son ideales para aplicaciones automotrices de alta gama porque estas últimas necesitan mayores capacidades de procesamiento y representación de gráficos.
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Los fabricantes de automóviles utilizan principalmente los microcontroladores MIPS de 32 bits para automatizar los controles electrónicos dentro del automóvil.
Por ejemplo, puertas electrónicas, capós, limpiaparabrisas, ventanas automáticas, etc., se ejecutan en MIPS32 CPU basadas en arquitectura. Algunos sistemas electrónicos de chasis y tren motriz también incluyen MIPS de 32 bits MCU.
Por el contrario, los sistemas avanzados como el sistema de información y entretenimiento, ADAS y la conducción autónoma requieren aceleración de hardware y reconocimiento de objetos.
Por lo tanto, la ECU necesita más potencia de procesamiento para tomar la decisión correcta en un entorno de alta velocidad. Los MCU MIPS de 64 bits son ideales para tales aplicaciones.
3. MCU de 16 bits para ECU de motor
microchip tecnología inc. también fabrica varios microcontroladores y microprocesadores para aplicaciones de ECU de automóviles, y las MCU de 16 bits están disponibles principalmente en las unidades de control electrónico del tren motriz.
Son compatibles con los protocolos de comunicación de datos CAN-FD, CAN, USB, LIN y SENT.
La MCU de 16 bits es esencialmente una microcomputadora con varios periféricos para control de motores, conversión de energía digital, velocidad de precisión y control de par. También consta de controladores de señal digital (DSC) para ayudar a la MCU con el control adicional del motor.
Varios tipos de automóviles, como los automóviles eléctricos, los automóviles con motor de combustión interna o los vehículos eléctricos híbridos, utilizan varias ECU basadas en MCU y DSC de 16 bits.
El microcontrolador de estas ECU viene con la certificación AEC Q100 Grado 0 que indica que la CPU y su módulo de memoria son altamente estables dentro del rango de temperatura de -40 °C a 150 °C.
El sistema de microcomputadora puede soportar condiciones adversas como golpes repentinos, movilidad a alta velocidad, deposición de aceite y grasa.
La MCU de 16 bits es capaz de ejecutar algoritmos para controlar los motores, actuadores, válvulas de descarga del turbocompresor, válvulas EGR y bombas de aceite/agua.
4. MCU de 8 bits
Las MCU de 8 bits son ideales para las ECU que necesitan ejecutar códigos de programa pequeños. Los MCU PIC y AVR son marcas de Microchip Technology Inc., y los verá en varias ECU de automóviles que controlan sensores analógicos, sensores digitales y funcionalidades táctiles capacitivas.
Hoy en día, los automóviles modernos vienen con sistemas de iluminación LED para la eficiencia energética. Encontrará una o dos ECU que controlan estos conjuntos de LED, y la mayoría de estas ECU se basan en unidades de microcontrolador de 8 bits.
Los MCU de 8 bits consumen poca energía ya que consisten en periféricos independientes del núcleo o CIP. Algunas funcionalidades de la ECU no siempre requieren un uso constante del procesador. Aquí, los CIP juegan un papel vital.
Estas microcomputadoras también vienen con periféricos analógicos inteligentes para que la ECU pueda controlar los sensores analógicos a través de una traducción de señal analógica a digital.
Para funciones sensibles al tacto en el automóvil, estos chips también contienen un controlador táctil periférico que lo ayuda a reconocer y medir el toque capacitivo.
5. MCU automotrices S32K
Los microcontroladores S32K son de NXP Semiconductors N.V. y están diseñados en la arquitectura RISC de la serie Arm Cortex-M. Las ECU basadas en tales MCU ofrecen funciones avanzadas de software y seguridad para automóviles inteligentes.
Estas MCU pasan las certificaciones ASIL B/D y, por lo tanto, son adecuadas para varias ECU de automóviles que controlarán la carrocería, la unidad eléctrica y los controles de zona.
La mayoría de los MCU S32K también pasan las certificaciones AEC-Q100 Grado 0, Grado 1 y Grado 2 para que los fabricantes de automóviles puedan usar los procesadores en un entorno resistente con exposición a altas temperaturas.
Los MCU S32K vienen en núcleos de procesamiento variable como dual-core, single-core y lockstep-core. La capacidad de la memoria flash y el número de pines cambian según el núcleo de procesamiento.
Por lo general, estos microcontroladores varían de 128 kB a 8 MB en memoria flash para almacenamiento de programas, mientras que ofrecen dos tipos de configuraciones de pines: 32 a 176 pines y 48 a 289 pines.
6. Microcontrolador AURIX TriCore de 32 bits
Infineon Technologies AG fabrica un sistema integrado para ECU de vehículos que consta de un microcontrolador, un núcleo de procesador RISC y un DSP en una unidad de microcontrolador. Estos MCU son populares como microcontroladores AURIX TriCore de 32 bits.
Con frecuencia los encontrará en las ECU que controlan el motor de combustión interna, las unidades de control de la transmisión y los sistemas de dirección asistida eléctrica.
Además del motor y la transmisión, las ECU basadas en MCU AURIX TriCore de 32 bits son ideales para ADAS, control de conducción autónoma, gestión de seguridad de conducción y automatización de servicios conectados en el automóvil.
Estas CPU están disponibles dentro de un rango de velocidad de procesamiento de 133 MHz a 300 MHz. Los MCU ofrecen una memoria flash mínima de 0,5 MB hasta 16 MB.
En comparación con otros MCU mencionados anteriormente, estos son más potentes debido a una SRAM dedicada. En términos de conectividad de datos, las microcomputadoras son compatibles con los protocolos CAN, LIN, FlexRay y SPI.
Pequeños chips ECU con funciones complejas
Ahora que conoce algunos microcontroladores ECU, es posible que esté pensando que estos chips son menos potentes que la CPU de una computadora doméstica. Eso es correcto porque necesitan ejecutar algunos códigos predefinidos y, en la mayoría de los casos, estos códigos no tienen más de un megabyte de tamaño.
Sin embargo, siempre encontrará más de una ECU con diferentes códigos de programa para todo el automóvil. Saber más sobre la ECU de su automóvil lo ayudará a cuidar adecuadamente el vehículo y nutrir sus células cerebrales si es un entusiasta de los automóviles.
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Tamal es un escritor independiente en MakeUseOf. Después de adquirir una experiencia sustancial en tecnología, finanzas y negocios procesos en su trabajo anterior en una empresa de consultoría de TI, adoptó la escritura como una profesión de tiempo completo hace 3 años. Si bien no escribe sobre productividad y las últimas noticias tecnológicas, le encanta jugar a Splinter Cell y ver Netflix/Prime Video.
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