面向汽车电子微控制器KEA128的研究与应用

面向汽车电子微控制器KEA128的研究与应用选题申请人：李会指导老师：王宜怀教授1/23SoochowUniversity内容提要课题背景1课题提出及意义2研究内容3课题难点4工作步骤及下阶段任务5参考文献62/23SoochowUniversity内容提要课题背景1课题提出及意义2研究内容3课题难点4工作步骤及下阶段任务5参考文献63/23SoochowUniversity课题背景汽车电子汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。其最重要的作用是提高汽车的安全性、舒适性、经济性和娱乐性。近年来，随着信息技术的快速发展以及汽车制造业水平的不断提升，汽车电子技术得到了广泛应用和创新，越来越多的电子控制单元（ECU）被集成在汽车中。电子设备在汽车总成本中所占的比例也随之攀升，据统计，1970年全球汽车电子设备的成本占比为2%，1980年为5%，1990年为15%，2000年为20%，2012年为25%；预计到2015年将升至50%。4/23SoochowUniversity内容提要课题背景1课题提出及意义2研究内容3课题难点4工作步骤及下阶段任务5参考文献65/23SoochowUniversity课题提出及意义芯片选型飞思卡尔针对汽车市场最新开发出KinetisEA系列的MCU，该系列的MCU有多种型号，有非常广泛的应用范围。例如，信息娱乐系统连接模块、停车辅助系统、车身中控/空调、车窗/天窗/车门、防盗装置、通用传感器节点等面向汽车电子的应用。该系列包含一组功能强大的模拟、通信、定时和控制外设，提供各种闪存规格和引脚数，具有增强的EMC/ESD性能，可为成本敏感型汽车应用提供相应的解决方案。因此，本课题选用汽车电子微控制器KEA128进行应用研究。6/23SoochowUniversity课题提出及意义KEA128MCU简明特点（1）MCU运行频率为48MHz，通过AEC-Q100一级认证，可满足温度范围为-40°C至+125°C的严苛要求，并且增强了ESD/EMC性能。（2）可扩展解决方案，包括高达128KB的闪存及80LQFP的封装选项，并且可轻松扩展设计，以满足不同的汽车应用需求。（3）工作电压范围为2.7V至5.5V，可驱动高电流电机/组件。（4）可通过丰富的外设模块（包括CAN、LIN、SPI和IIC）实现车内通讯需求。（5）还包括ADC、ACMP和多个计时器（FTM、PIT、PWT、RTC）模块。7/23SoochowUniversity内容提要课题背景1课题提出及意义2研究内容3课题难点4工作步骤及下阶段任务5参考文献68/23SoochowUniversity研究内容研究内容9/23一二三底层驱动设计移植MQX操作系统底层硬件设计PC机软件设计SoochowUniversity研究内容底层硬件设计绘制开发板原理图，制作KEA128的主控系统硬件电路，并对该硬件板进行测试、调试和评估。10/23电源模块最小系统通信模块接口模块SoochowUniversity研究内容底层驱动设计理解微控制器片上模块工作原理，抽象出功能接口模型，结合嵌入式软件构件封装性、可移植性，可复用性设计思想，设计KEA128微控制器GPIO、UART、LIN、CAN等常用驱动模块。11/23SoochowUniversity研究内容移植MQX操作系统研究分析MQX源码，从中提取关键源码，移植处理器支持包PSP和板级支持包BSP，将MQX操作系统作为一个嵌入式构件添加到工程框架中，实现无操作系统和有操作系统工程开发框架的统一。12/23SoochowUniversity研究内容PC机软件设计以KEA128的主控系统硬件板为硬件平台，以SD-MQX工程开发框架为软件平台，设计PC机软件来验证整个系统的可靠性、稳定性、实时性和可开发性。13/23SoochowUniversity内容提要课题背景1课题提出及意义2研究内容3课题难点4工作步骤及下阶段任务5参考文献614/23SoochowUniversity课题难点一二三MQX操作系统的移植应用实例测试分析CAN总线通信的实时性15/23SoochowUniversity内容提要课题背景1课题提出及意义2研究内容3课题难点4工作步骤及下阶段任务5参考文献616/23SoochowUniversity研究内容工作计划时间内容15.03~15.04查阅相关材料，确定系统研究内容及可行性。15.04~15.06完成系统硬件设计，研究KEA128微控制器主要模块的运行机理，并完成底层驱动的设计。15.07～15.11在无操作系统的基础上，融入FreescaleMQXRTOS的核心代码，扩展成带有操作系统的应用工程框架。16.12～16.01将研究内容运用到实际应用中，设计PC机相应软件。16.02～16.03设计测试用例，系统集成测试。16.03～16.04整理文档，完成论文。17/23SoochowUniversity研究内容已完成任务(1)系统地学习了KEA128主要模块的运行机理。(2)整理和学习了关于CAN\LIN通信的相关文献。(3)完成硬件设计。18/23SoochowUniversity研究内容下一阶段要完成的任务(1)根据实际运用，修改硬件设计；(2)理解CAN/LIN总线的通信机制，并设计驱动；(3)设计主要模块的底层驱动。19/23SoochowUniversity内容提要课题背景1课题提出及意义2研究内容3课题难点4工作步骤及下阶段任务5参考文献620/23SoochowUniversity参考文献[1]CANSpecificationVersion2．0BOSCH．[2]LocalInterconnectNetwork(LIN)Demonstration[3]MichaelJPont．PatternsforTime—TriggeredEmbeddedSystems[M]．AddisonWesleyPublishingCompany，2001．[4]BujaG，PimentelJR，ZuccolloA．OvercomingBabbling—IdiotFailuresinCANNetworks：ASimpleandEffectiveBusGuardianSolutionfortheFIexCANArchitecture．IEEETransactionsOnIndustriallnformatits．2007，3(3)：225—233．[5]IvieaCmkovic．Component—basedapproachforembeddedsystems[C]／／Proceedingsofthe27thInternationalConferenceonSoftwareEngineering．NewYork。USA：ACM。2f105：712—713．[6]JuncaoLi．GuidingComponent—BasedHardwareSoftwareCo—VerificationwithPatterns[C]／／Proceedingsofthe33rdEuromicroConferenceonSoftwareEngineeringandAdvancedApplications．Lubeck，Germany：IEEE．2007：58—65．[7]Freescale．MCF52235PeripheralUserManualfS1．[8]CANopenhigh·levelprotocolforCAN-busH．BoterenbroodNIKHEF,March20.2000．[9]KEA128Sub-FamilyDataSheet[10]KEA128Sub-FamilyReferenceManual[11]王宜怀，朱仕浪，郭芸．嵌入式技术基础与实践(第3版)-ARMCortex-M0+KinetisL系列微控制器．北京：清华大学出版社。2013．[12]王宜怀，吴瑾，蒋银珍.嵌入式系统原理与实践一ARMCortex-M4Kinetis微控制器．北京：电子工业出版社，2012．[13]王宜怀，刘晓升．嵌入式技术基础与实践[M]．北京：清华大学大学出版社，2007．[14]王玉丽王宜怀.CAN通信机理剖析及MCF52235FlexCAN底层驱动构件的开发.计算机应用与软件.2011,16[15]饶运涛，邹继军，郏勇芸．现场总线CAN原理与应用技术[M]．北京：北京航空航天大学出版社21/23SoochowUniversity参考文献[16]马建辉.基于LIN总线的车灯控制系统.汽车电子技术.2007.8[17]刘晓明,高青春,熊东.基于CAN/LIN总线的汽车通信网络设计.微机发展.2005,8[18]郭峰,赵璇,汪颖.基于CAN/LIN总线的智能车身控制系统设计.武汉理工大学学报.2011.10[19]王玉,李晶,皎王暄.FreescaleMM908E625的LIN总线在自动细纱机中的应用.嵌入式网络技术应用.2006[20]金嘉慧,罗峰,孙泽昌.基于LIN总线的车灯控制系统设计.今日电子.200722/23谢谢大家!23/23