Freescale baut sein Angebot an 16-Bit Automotive-Mikrocontrollern mit FlexRay™-Technologie weiter aus

Aktive Sicherheitssysteme sind die Domäne der S12XF-Familie, die sich durch einen XGATE Coprozessor, bis zu 512K Flashspeicher und hohe Datenraten für fahrzeuginterne Netzwerke auszeichnet

Schnelle Kommunikationsnetze, wie sie dem erstmaligen Serieneinsatz der FlexRay™-Technologie in den Automodellen des Jahres 2007 zu verdanken sind, eröffnen völlig neue Perspektiven für die Sicherheit und den Funktionsumfang neuer Fahrzeuge. Um automobilen Netzwerkarchitekturen der nächsten Generation den Weg zu ebnen, hat Freescale Semiconductor seine 16-Bit Automotive-Mikrocontroller-Familie mit FlexRay™-Technologie und bis zu 512K integriertem Flashspeicher aufgerüstet.

Die auf der weit verbreiteten, in hohen Stückzahlen produzierten S12-Architektur von Freescale basierende MC9S12XF-Familie bietet eine leistungsstarke Lösung für dezentrale, per FlexRay vernetzte Steuermodule für Karosserie-, Chassis- und Sicherheitsanwendungen. Im Vergleich mit bisher für die Fahrzeugvernetzung eingesetzten Kommunikationsprotokollen bietet FlexRay bis zu 10-mal höhere Geschwindigkeiten. Durch eine solche Steigerung des Netzwerkdurchsatzes lassen sich deutlich reaktionsschnellere und vielseitigere Stabilitätssysteme, noch präziser arbeitende Motorsteuerungen und kompakte und leichte elektronische “Brake-by-Wire”-Systeme realisieren, die auf lange Sicht die klobigen Hydraulikbremsen ersetzen können.

“FlexRay-Technologie liefert die hohe Kommunikationsbandbreite, die aktive Fahrzeugsysteme und die intelligenten, nach dem Drive-by-Wire-Konzeptrealisierten Autos von morgen voraussetzen,” erklärte Ray Cornyn, im Hause Freescale weltweit für Automotive-Mikrocontroller verantwortlicher Manager. “Um diese innovative Schlüsseltechnologie auf breiter Front voranzubringen, bietet Freescale ein immer umfangreicheres Spektrum an FlexRay-Controllern und 16- bzw. 32-Bit MCUs mit integrierter FlexRay-Technologie an. Mit dem heute angekündigten Ausbau der S12XF-Familie verfügen die Entwickler von Automobilsystemen in punkto FlexRay ab sofort über noch mehr Optionen.”

Im Rahmen der S12XF-Familie stehen vier hoch integrierte MCUs zur Verfügung, die mit vielfältigen Speicherkonfigurationen und einer weiteren Leistungssteigerung durch den Freescale-eigenen XGATE-Coprozessor aufwarten. Als Gehäuseoptionen wird ein 112-Pin LQFP (Low-Profile Quad Flat-Pack) ebenso angeboten wie ein nur 10mm x 10mm großes 64-Pin LQFP-und damit der kleinste derzeit erhältliche FlexRay-Controller.

Die S12XF-MCUs eignen sich dank ihrer kompakten Abmessungen ideal für Anwendungen, die auf kleinstem Raum realisiert werden müssen, beispielsweise für die dezentrale Ansteuerung von Aktuatoren und Sensoren, die über ein FlexRay-Netz mit zentralen 32-Bit Controllern kommunizieren. Durch den Einsatz der 16-Bit S12XF-Bausteine in Endknoten lässt sich eine Vielfalt von intelligenten Sicherheitsfunktionen und aktiven Fahrzeugsystemen abdecken, von der Fahrwerksdämpfung über aktive Überschlagsvermeidungssysteme, aktive Bremsen, Spurhalteassistenten bis hin zu Einparkhilfen und elektronischen Parkbremsen.

Das FlexRay Kommunikationsprotokoll

Die FlexRay-Technologie ist ein deterministisches, fehlertolerantes Kommunikationsprotokoll, das Datenraten von 10 MBit/s für intelligente Steuerungskonzepte unterstützt. Die durch diese schnelle Kommunikationstechnologie möglich gewordene Steigerung des Datendurchsatzes in Netzwerken kann sich positiv auf die Systemkosten auswirken, da Bandbreitenengpässe nun nicht mehr durch die Parallelschaltung von entsprechenden CAN-Strukturen (Controller Area Network) adressiert werden müssen. Durch ihre hohe Bandbreite eignet sich die FlexRay-Technologie ideal als Protokoll für die Netzwerkinfrastruktur von Fahrzeugen, und die zweikanalige Architektur kommt auch den Redundanzanforderungen moderner Sicherheitssysteme entgegen. In Kombination erlauben diese Vorzüge die Entwicklung von Autos der nächsten Generation, die noch sicherer, reaktionsfreudiger, zuverlässiger und umweltschonender fahren.

Als Gründungsmitglied des FlexRay-Konsortiums hat Freescale als erstes Halbleiterunternehmen einen auf einer 16-Bit Architektur basierenden FlexRay-Controller für den Automobilmarkt eingeführt. Was Halbleiterbausteine für FlexRay angeht, so bietet Freescale das umfangreichste Spektrum. Derzeit ist das Unternehmen der einzige Halbleiterhersteller, dessen FlexRay-Controller in einem serienreifen Fahrzeug zum Einsatz kommt. Darüber hinaus bietet Freescale eine umfangreiche Supportlandschaft für seine FlexRay-Lösungen, unter anderem in Form von Entwicklungssoftware und so genannten Starter Kits. Weitere Informationen zu den FlexRay-Lösungen aus dem Hause Freescale erhalten Sie unter www.freescale.com/flexray.

Der XGATE-Coprozessor

Neben der FlexRay-Technologie wartet die S12XF-Familie mit einem integrierten, von Freescale entwickelten XGATE Coprozessormodul auf, das sich wie ein dedizierter Coprozessor für die Haupt-CPU verhält. Entwickler sehen sich zunehmend mit dem Problem konfrontiert, höhere MCU-Leistungen zu realisieren, ohne durch weitere Prozessoren zusätzliche Kosten und Komplexität zu generieren. Genau hier setzt der erstmals 2004 auf der S12X-Architektur vorgestellte RISC-basierte XGATE-Coprozessor an.

Der mit der doppelten Geschwindigkeit der Haupt-CPU taktende und die CPU nicht belastende XGATE-Coprozessor sorgt mit seinem Konzept für eine Steigerung der Systemleistung um weitere 100 MIPS in der Spitze. Dank dieser Coprozessor-Architektur können S12XF-Bausteine Leistungsdaten bereitstellen, die denen vieler 32-Bit MCUs in nichts nachstehen, gleichzeitig aber schreiben sie die Vorzüge der so erfolgreichen S12X-Architektur von Freescale wie geringe Systemkosten und hohe Codeeffizienz fort.

Die führenden 16-Bit Automotive-MCUs

Die S12- und S12X-Produkte von Freescale gewährleisten Skalierbarkeit, die Wiederverwendbarkeit von Hard- und Software sowie Kompatibilität über eine Vielfalt von automobilen Elektronikplattformen hinweg. Die S12 MCU-Familie von Freescale ist die meist verbreitete 16-Bit-Architektur in der Automobilbranche. Mittlerweile haben S12-basierte Bausteine von Freescale ein Absatzvolumen von 100 Millionen Stück pro Jahr überschritten. Die skalierbare S12-Familie bietet Entwicklern eine umfangreiche Artenvielfalt für ihre Projektanforderungen, mit integriertem Flashspeicher von 32KB bis1MB und einem reibungslosen Migrationspfad auf leistungsstärkere S12X-Bausteine.

Funktionsumfang der MC9S12XF-Familie

- Mit 50MHz arbeitender, auf einer hoch effizienten 16-Bit CISC-Architektur basierender S12X-Kern

- Integrierte FlexRay v2.1A Technologie mit einem oder zwei Kanälen mit Datenraten von jeweils 2,5, 5, 8 oder 10 Mbit/s

- Kosten- und EMV-Optimierung durch den Einsatz von Quarzen von 4MHz bis 40MHz für den FlexRay-Takt

- Integriertes XGATE-Modul mit bis zu 100 MIPS zusätzlicher Prozessorleistung

- Varianten mit 512KB, 384KB, 256KB und 128KB Flashspeicher in Automotive-Qualität, jeweils mit ECC (Error Correction Code)

- 2KB bzw. 4KB EEPROM und 16KB, 24KB bzw. 32KB RAM

- Analog-/Digitalwandler (ADC) mit bis zu 16 Kanälen, einer auf 8/10/12-Bit konfigurierbaren Auflösung und einer Wandlungszeit von 3µs

- Integriertes Modul für die Ansteuerung von Motoren mit 6-Kanal PWM(Pulse Width Modulator) mit Schutzschaltung und Eingängen für die Strommessung

- Unterstützung für CAN- (Control Area Network), LIN(Local Interconnect Network) und SPI-Protokoll (Serial Peripheral Interface)

- Intelligenter, mit periodischen Interrupts arbeitender Timer mit drei Synchronisationsquellen (optionale ADC-, PMF-Triggerung für noch ausgeklügeltere Motorsteuerungsalgorithmen)

- Kompakte Gehäusevarianten, die sich an den I/O-Anforderungen orientieren

- Umfassende Unterstützung durch Tools aus der S12X-Familie

Verfügbarkeit der MC9S12XF-Familie

Freescale plant, Muster der zur MC9S12XF-Familie gehörenden Bausteine (MC9S12XF512, MC9S12XF384, MC9S12XF256 und MC9S12XF128) sowie Evaluationsboards im ersten Quartal 2007 anzubieten.
Weitere Informationen über die MC9S12XF-Familie erhalten Sie unter http://www.freescale.com/files/pr/s12xf.html

www.freescale.com

Freescale Semiconductor
Die Freescale Semiconductor Inc. ist ein bei Entwicklung und Herstellung von integrierten Halbleitern für Automobiltechnik, Konsumelektronik, Industrieanwendungen, Netzwerktechnik und drahtlose Kommunikation führendes Unternehmen. Im Juli 2004 erfolgte Freescales Börsengang. Das Unternehmen ist in Austin, Texas, beheimatet und koordiniert von dort aus Entwicklungs-, Fertigungs- und Vertriebsaktivitäten in mehr als 30 Ländern. Mit einem Umsatz von USD$ 5,8 Milliarden im Jahr 2005 ist die im S&P 500® notierte Freescale eines der größten Halbleiterunternehmen der Welt.