基於 NXP MPC5744P 的車載域控制器方案

一、方案描述

在傳統的汽車架構中，系統採用分布式汽車電子電氣架構（EEA），汽車內的 ECU 通過 CAN 或 LIN 總線連接到一起。隨著人們對汽車的安全、效率、舒適等要求的提高，車輛的電子化程度迅速發展，汽車上的 ECU 數量快速增長，汽車上的 ECU 基本上都有幾十個，甚至有的已經達到上百個，分布式架構收到了挑戰。大量的 ECU 單元導致電子軟體開發複雜性大大增加，開發者開始追求模塊化、可移植性強、易於管理的架構。

為了滿足現代汽車的需求，域的概念被提出來，將汽車分為多個域進行管理，形成汽車網絡架構。主要分為車身域、動力域、底盤域、ADAS 域、外網域和信息娛樂域，不同的域之間的通訊就成為了一個重要功能，就是現在域控制器 DCU（Domain Control Uint）的概念。

在當前域與其他域進行訊息交換和對外溝通的時候，域控制器就變成了對外溝通的橋樑。因此域控制器內核需強大的硬體計算能力，訊息交換的安全性較為重要，豐富的通信接口使總線訊息的交換變得輕鬆容易。NXP MPC5744P 是雙核鎖步PowerPC e200z4內核，主頻 200MHz，汽車功能安全 ISO-26262 ASIL-D 等級。

二、方案硬體設計架構：

1. 主平台的選擇

本車載域控制器應用方案的主平台採用的是NXP MPC5744P，具有主頻 200MHz 以及豐富的外設資源，採用此平台的原因是 ASIL D 的功能安全等級和豐富的外設資源可方便後期車載功能安全等級和外圍外設的擴展和更新。

平台主要特性：

• 兩個延遲鎖步的 e200z4 內核，工作頻率高達200 MHz
• 專為實現功能安全(ISO 26262 / ASIL-D)
• 5 MB Flash，384 KB SRAM
• 3 個FlexCAN、2 個LINFlexD、4 個DSPI、4 個SENT、支持 LFAST SIPI、雙通道 FlexRay™控制器、10/100M 以太網

2. 電源設計

採用 FS8510 晶片設計，有 ASIL D 的功能安全等級，可提供 1個 VPRE（10A）、3 個 BUCK（3.6A）、2 個LDO（400mA）還有 BOOST 特點，提供了豐富的外圍可配置電源資源和功能安全 ASIL D 的等級，為後期硬體提升功能安全等級的提供可能性。

3. 其它外設

採用 TJA1105、TJA1101、TJA1021T/3、TJA1081、TJA1042、TCAN4550 etc. 晶片設計，有多種車用通訊的功能特點，提供了 LIN、CAN 2.0 A/B、RAY、ENET、Zipeire、CAN FD etc. 車載的通訊功能，為後期汽車網絡總線的升級更新提供硬體的支持。