一款应用于汽车电子的高性能MCU选型和应用简述——《英飞凌多核单片机应用技术：AURIXTM三天入门篇》读书笔记
1 图书概览
《英飞凌多核单片机应用技术：AURIXTM三天入门篇》，作为入门图书，可以说是该单片机datasheet的加强版本，不仅对单片机主要模块的原理、特点作了介绍，同时增加了应用方法和部分常用例程，具备更好的可读性和学习性。
CPU方面，使用的核有TC1.6P和TC1.6E两种，有四种核架构产品：三核、双核、单核无锁步和单核带锁步。其中，TC1.6P和TC1.6E的流水线架构不同，但两者指令完全兼容。TC核的最大优点为集成MCU-DSP指令在一个内核，且在一个引擎上快速高效地处理多个任务。为了提高CPU对存储区和外设的访问效率，使用多主多从的交叉开关矩阵架构，即SRI总线。
存储方面，FLASH、RAM和外设寄存器所涵盖范围较小，且开发人员采用不连续分配的方法分配地址，即将寻址能力的4GB空间分成16段。AURIXTM各个系列产品，PFLASH最小512KB，最大8MB，DFLASH最小64KB，最大768KB，RAM最小56KB，最大728KB。两种存储器接口，程序存储器接口（PMI）主要给CPU提供指令流，数据存储器接口（DMI）主要作用是给CPU提供数据。存储方面的主要特点是带纠错编码（ECC）保护的FLASH和RAM。
模数转换方面，多个独立的转换器，AD转换精度有8/10/12位三种类型，支持结果数据压缩、FIR滤波和IIR滤波，支持主从机制，可多个转换器同步转换，转换速度和采样时间可调整。
DMA通过DMA控制器管理数据和地址，大大减轻CPU的负担。主要特点为：支持64路DMA通道，支持硬件或软件请求信号，支持两个搬运引擎同事相应DMA请求，可独立配置各个通道。
IO方面，与主流MCU的IO基本一致，主要的特点是3种输入模式选择：上拉输入、下拉输入和悬空输入。
定时器方面，GTM模块，即通用定时器平台，主要的子模块有TIM、TOM、ATOM、MCS、PSM、DPLL、CMU、TBU。其中，跟开发最直接相关的是六个子模块，CMU负责时钟生成，提供多达13个不同频率的时钟信号，对外部硬件可以输出最多三路时钟信号；TBU提供时间基准，提供了三个独立的通用时间基准；DPLL用于信号倍频，有两种模式：正常模式和紧急模式；TIM提供输入信号，并具有滤波功能，有6种测量模式；ATOM是连接到ARU的定时器输出模块，有4种工作模式；TOM，输出模块，可以输出周期和占空比可调的脉宽调制信号，一个TOM模块包括16路独立通道。CCU6，高精度16位捕获和比较单元，可用于霍尔传感器或反电动势检测控制方案的无刷直流电机控制，在汽车电子产品应用较广。
通信接口方面，主要有MultiCAN+、QSPI、ASCLIN。MultiCAN+具有全CAN功能，支持FIFO、CAN FD、自动网关功能。QSPI主要支持高速的SPI通信，可配置成以byte传输长数据流，最多支持16个外设信号，支持LOOP BACK模式，具有四种传输模式，短数据模式、长数据模式、连续数据模式、单配置-多帧模式。ASCLIN提供了LIN总线功能，其中帧唤醒功能和0/1检测功能具有很大的实用性。
时钟与系统管理方面，支持独立时钟配置，有100MHz的备用时钟，支持2路时钟输出。时钟方面，关键点是PLL模块三种工作模式：正常模式、预分频模式和自动运行模式。系统管理方面，主要三个方面，一个是看门狗定时器，为软硬件故障提供可靠的安全检测机制，可以说所有的产品都会使用。STM可提供高精度、长时间的全局定时功能，其具有两个比较定时器，可产生两个独立的终端。中断管理模块，也是基本上所有产品会用的功能。主要特点为支持高达16个中断管理单元，每个控制单元支持高达255个优先级。
开发环境方面，主要介绍了Framework代码编辑器、iLLD和调试器。
2 AURIXTM市场主要的竞争对手
因本人正在组织团队开发电池管理系统（BMS），BMS市场上的主流厂商和产品主要应用的技术路线都比较清楚。目前，市场上用于BMS的AURIXTM 家族中的处理器为TC275。为什么使用该款处理器，个人觉得主要两方面原因，一方面是3核的处理器，性能强大，另一方面支持ASIL-D的最高安全等级。
当前，BMS领域，与TC275相竞争的主要是NXP的MPC5744P。虽然说相竞争有点不合适，毕竟两者性能有一定差距，但是MPC5744P具有开发难度一般的特点，成为BMS中低端产品的主要选择。
3 BMS方面的应用
目前，我们正在使用TC275进行BMS产品的开发，如果有兴趣的朋友可以一起多交流讨论。为什么选择TC275 呢？概括的说是：
此英飞凌CPU符合功能安全D等级，三核，主频200M，非常适合高运算量的任务，对于算法的优化和安全性的部署有很大的帮助。BMS大厂都在使用英飞凌的MCU，英飞凌第三代6核芯片已经推出，技术升级路线也比较明朗，是行业内的趋势。
基于TC275的BMS硬件框架如下图所示，从图中可见，TC275提供了完整的解决方案。
图1 BMS硬件框架