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汽 车 应 用 领 域 的 出 色 表 现<br />
中的自适应性。例如,给定的引擎控制<br />
算法可通过部分可重配置自主调整部分<br />
硬件模块,以在任何运行温度下或电池<br />
电压下实现理想的运行。同样的理念对<br />
通信系统也适用,比如可以设计某种加<br />
密控制器,能够在运行中运用特定的参<br />
数函数制定专门的安全等级。另如,可<br />
以设计某种 ECC 加密器/解密器 IP,<br />
用于在高噪声通信信道中检测和修改数<br />
据传输错误,能够根据感应到的信噪比<br />
动态适应其硬件架构。<br />
硬件协处理器<br />
部分位流<br />
图 5 显 示 了 一 个 采 用 赛 灵 思<br />
Virtex®-4 FPGA 部署的 ECU 系统的示<br />
例,由一个静态域和一个部分可重配置<br />
域构成。静态域集成了一个MicroBlaze<br />
软核处理器和一个基于 ICAP 的重配置<br />
控制器,部分可重配置域 (PRR) 则发<br />
挥着共享资源的作用,负责在不同时间<br />
换入和换出不同的功能任务或应用。<br />
最后,如果将前述的构想发挥到极<br />
致,可以设计出一种通用汽车 ECU 平<br />
台。这种平台可以在生产线上进行配置<br />
并针对汽车中特定的 ECU 功能进行定<br />
制。这种构想在技术上借助可重配置硬<br />
件具有可行性,能够简化制造厂的物流<br />
要求,将存货压低到最低水平。这是因<br />
为从硬件的角度来看,在生产线上组装<br />
的模块对所有车辆都是一样的,都采用<br />
单一平台设计或产品架构(基于灵活的<br />
硬件)。只有可下载的位流会让 ECU 的<br />
功能具有差异。<br />
高集成度ECU<br />
在当今的汽车产业中,有约 90% 的<br />
创新来自汽车电子设备,而且这个势头<br />
方兴未艾。未来汽车将采用非常先进的<br />
软硬件技术,实现大量的新功能,比如<br />
自动驾驶、车辆间通信、娱乐以及和更<br />
高安全性。但是,对在这个以大批量制<br />
胜的产业而言,控制车载嵌入式系统的<br />
图5 - 在由部分可重配置域和静态域构成的运行时可重配置 FPGA 中实现的汽车 ECU 应用的空间分区和临时分区<br />
24 赛灵思中国通讯 43 <strong>期</strong><br />
系统 CPU<br />
静态位流<br />
软/硬件处理级<br />
全部位流<br />
FPGA布局规划<br />
Virtex-4XC4VLX25<br />
成本对汽车制造商极其重要。因此,当<br />
前的趋势是在减少车辆中的 ECU 数量<br />
的同时让每个 ECU 发挥强劲的功能。<br />
要实现这个目标需要功能更加强大的计<br />
算平台。<br />
许多行业参与方共同采用的方法是<br />
开发用作域控制器的高集成度 ECU。<br />
就是将多个单核处理器或微控制器布置<br />
在同一开发板上,共享总线连接和其他<br />
资源,旨在从整车的角度降低系统复杂<br />
性。这种趋势让我们联想到可以将可重
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