从ECU到DCU的发展之路

从ECU到 DCU的发展之路

简介

电动汽车在现代社会越来越常见，电子控制单元 (ECU) 也成为汽车电子设备的标准嵌入式控制系统。 ECU 系统具备的安全性与功能性适用于各种汽车电子应用，包括防抱死制动、四轮驱动、电子自动变速器、主动悬架和安全气囊等，而且还逐步扩展到车身安全、网络、娱乐和传感控制。

搭载ECU系统的汽车数量逐年增加，部分高端车型配备的ECU更是多达100个。展示了目前常见的 ECU 架构。然而，ECU 在车辆中的快速部署对汽车电气和电子架构都带来了重大挑战，尤其是在数据处理和网络安全优化方面。

为了解决 ECU 架构的局限性，域控制单元 (DCU)应运而生，用于将 ECU 和其他传感器集成到整个车辆的集中控制系统中。DCU 代表了汽车电气和电子架构的未来，因为它在智能驾驶和智能座舱应用的新兴发展趋势中起到了至关重要的作用；不仅如此，DCU还提升了车身、底盘和电源等方面的功能。

与传统方法和 ECU 系统相比，DCU 专注于集成、安全和核心计算，它具有强大的硬件计算能力和标准化接口。 不过，供应商很难仅依靠现有的 IC 来实现更复杂、更强大的 DCU；设计良好的DCU器件需要满足以下标准：

全面考量所有安全相关故障，以避免任何单点故障产生的可能性。

通过灵活的升降级别、以可扩展的模块化方式进行设计，从而简化针对不同等级和价位的 DCU 重设计过程。

能够承受严酷的汽车环境，包括承受从零摄氏度以下到数百摄氏度的广泛温度范围，以及持续的外部噪声与刺激。

MPS 提供的电源子系统将有助于简化产品开发路径和整个电源模块的生态系统，使整个系统更加安全、可扩展，而且更可靠。

MPS 的电源子系统

MPS 的电源子系统由六个以上不同的 IC 组成，每个子系统都可协调运行（见图 ）。其中部分 IC 基于 MPS 面向传统电源管理产品的先进工艺技术，可提供超高功率密度；而其他 IC 则可为模拟产品提供集成时序控制或电压监测功能。

图: MPS电源子系统设计

MPS 电源子系统考虑了每个 IC 的典型功能以及器件之间的兼容性。其设计已获得第三方独立关键评估机构的认可，它遵循行业公认的 ISO26262 安全法规，并可为汽车供应商建立通用语言与协议。

由于不同模块有可能无法在同一个优化的场景中协同工作，MPS 可以帮助客户在子系统级别考虑多个场景。

而且，MPS 的汽车解决方案还针对整个产品系列优先考虑其可扩展性，而不是从单个产品的角度。例如，在引脚兼容的产品系列中，MPS 可以提供 4 到 6 种不同的解决方案，它们具有相同的封装、引脚和规格，但输出电流大小不同。

MPS 还提了另一种提高产品可扩展性的方法，即采用并行解决方案。以 MPQ4436为例, 这是一款具有内部集成上下管功率 MOSFET和低静态电流的同步降压开关变换器。多个MPQ4436 器件可以并联运行，从单器件运行，到2个甚至4个器件并联，从而满足更广泛的需求（参见图 ）。

图 ：MPQ4436器件的并联运行

结论

本文探讨了嵌入式 ECU 系统向集中式 DCU 系统的发展过渡，并介绍了可以集成各种子系统并实现可扩展性的MPS 电源子系统方案。随着车辆电气化程度的不断提高和控制系统的更加先进，MPS 能够提供创新的解决方案和广泛的产品组合，帮助汽车客户有效升级其汽车系统。

审核编辑：汤梓红