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内容概要:本篇综述针对Infineon AURIX TC23x系列多核微控制器的功能介绍及其在汽车电子系统的应用案例进行了详细介绍,涉及了MCU的内部架构、外设配置、安全机制与基于实时操作系统的应用。介绍了TriCore架构特点,多样的内置接口种类,并强调其安全性符合ISO 26262 ASIL-D标准的特点,同时也探讨了基于此MCU平台的各种应用示例,比如基于FreeRTOS实现多任务间的通讯以及安全相关的自我检测机制等内容。适用于那些正研究或是准备运用这种新型高性能车规级别芯片来进行汽车相关产品研发的设计工程师。 适用人群:车载系统研发工程师、嵌入式软件开发者。 使用场景及目标:动力系统控制开发、汽车驾驶辅助系统改进及实施更为高效与稳健的安全控制设计。 其他说明:文中包含了关于如何使用开发工具,以及如何通过特定示例来实现不同模块设置的技术细节。
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1
AURIX TC23x 系列的基本架构
AURIX TC23x 系 列 是 Infineon Technologies 推 出 的 一 款 高 性 能 多 核 微 控 制 器
(MCU),专为满足汽车电子系统中的安全性和实时性要求而设计。该系列
MCU 主要应用于动力总成控制、底盘控制、安全系统和高级驾驶辅助系统
(ADAS)等场景。TC23x 系列的架构设计旨在提供卓越的计算性能、低功耗和
高度的可扩展性。
1. 多核架构
TC23x 系列采用多核架构,通常包括多个 TriCore 处理器核心。TriCore 是一种
32 位高性能处理器架构,专为嵌入式控制系统设计。每个核心都有独立的指令
和数据缓存,支持并行处理,从而大幅提高系统的计算能力。此外,TC23x 系
列还支持多任务和多线程处理,使得复杂的汽车应用能够高效运行。
2. 内存架构
TC23x 系列的内存架构包括多种类型的存储器,如片上闪存(Flash)、静态随机
存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM)。这些存储器的设计旨在
满足不同的性能和容量需求。例如,片上闪存用于存储程序代码,SRAM 用于
高速数据访问,而 DRAM 则用于更大的数据存储需求。
3. 外设接口
TC23x 系列配备了丰富的外设接口,包括 CAN、LIN、FlexRay、Ethernet 等通信
接口,以及 ADC、DAC、PWM 等模拟和数字接口。这些接口使得 TC23x 系列能
够灵活地与其他汽车电子设备进行通信,并处理各种传感器和执行器的数据。
4. 安全特性
TC23x 系列在设计时考虑了汽车电子系统的安全性。它支持 ASIL-D(Automotive
Safety Integrity Level D)级别的功能安全,包括硬件冗余、错误检测和处理机制
等。这些安全特性确保了在关键应用中的可靠性和稳定性。
2
AURIX TC23x 系列的开发环境
在 AURIX TC23x 系列的开发过 程 中 ,选择合 适 的 开发环境是 非 常 重要的。
Infineon 提供了多种开发工具和软件支持,以帮助开发人员高效地进行项目开
发。
1. DAVE 开发环境
DAVE(Device and Application Virtualization Environment)是 Infineon 提供的一个
集成开发环境(IDE),专为 AURIX 系列 MCU 设计。DAVE 支持代码生成、调试
和仿真等功能,使得开发过程更加便捷和高效。
1.1 安装和配置
安装 DAVE 开发环境的步骤如下:
1. 下载安装包:从 Infineon 官方网站下载最新的 DAVE 安装包。
2. 安装:运行安装包,按照提示完成安装过程。
3. 配置:在 DAVE 中配置项目,选择合适的 MCU 型号和开发板。
1.2 代码生成
DAVE 支持自动代码生成,开发人员只需在图形界面中配置所需的硬件资源和外
设,DAVE 会自动生成相应的初始化代码和驱动程序。以下是一个简单的代码生
成示例:
// DAVE
自动生成的
TC23x
初始化代码
#include "Tricore.h"
#include "DAVE.h"
void DAVE_Init(void) {
//
初始化
GPIO
GPIO_Init();
//
初始化
CAN
CAN_Init();
//
初始化
ADC
ADC_Init();
}
3
int main(void) {
//
初始化
DAVE
DAVE_Init();
while (1) {
//
主循环
//
可以在这里添加用户代码
}
}
2. TriCore 调试工具
TriCore 调试工具是用于调试 AURIX 系列 MCU 的软件工具。它支持多种调试方
式,如 JTAG、SWD 等。以下是一个使用 TriCore 调试工具进行调试的示例:
2.1 连接调试器
1. 连接硬件:将调试器(如 PSoC Debugger)连接到开发板。
2. 配置软件:在 DAVE 中选择合适的调试器配置。
2.2 调试代码
//
使用
TriCore
调试工具进行调试
#include "Tricore.h"
int main(void) {
//
初始化
GPIO
GPIO_Init();
while (1) {
//
设置断点
__BKPT();
//
主循环
//
可以在这里添加用户代码
GPIO_TogglePin(LED_PIN);
}
}
4
3. 仿真工具
仿真工具用于在开发过程中模拟 AURIX TC23x 系列的运行环境,帮助开发人员
测试和验证代码。Infineon 提供了多种仿真工具,如 DAVE 仿真器和 ModelSim。
3.1 DAVE 仿真器
1. 配置仿真:在 DAVE 中选择仿真器,并配置所需的仿真参数。
2. 运行仿真:点击运行按钮,开始仿真。
3.2 ModelSim
ModelSim 是 一 款 功 能强大的仿真工 具 , 支 持 HDL 仿真 。以下是一个使用
ModelSim 进行仿真的示例:
-- ModelSim
仿真示例
library IEEE;
use IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_ARITH.ALL;
use IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
entity TC23x_Simulation is
Port ( clk : in STD_LOGIC;
rst : in STD_LOGIC;
led : out STD_LOGIC);
end TC23x_Simulation;
architecture Behavioral of TC23x_Simulation is
signal counter : integer := 0;
begin
process (clk, rst)
begin
if rst = '1' then
counter <= 0;
led <= '0';
elsif rising_edge(clk) then
counter <= counter + 1;
if counter mod 1000000 = 0 then
led <= not led;
end if;
end if;
5
end process;
end Behavioral;
AURIX TC23x 系列的外设配置
AURIX TC23x 系列的外设配置是开发过程中非常重要的一步。正确的外设配置可
以确保系统正常运行,并提高系统的性能和可靠性。
1. GPIO 配置
GPIO(General Purpose Input/Output)是 AURIX TC23x 系列中最基本的外设之一。
通过配置 GPIO,可以实现对 LED、按钮等简单外设的控制。
1.1 初始化 GPIO
// GPIO
初始化示例
#include "Tricore.h"
#include "GPIO.h"
void GPIO_Init(void) {
//
配置
LED
引脚为输出
GPIO_SetPinDirection(LED_PIN, GPIO_DIRECTION_OUTPUT);
//
配置按钮引脚为输入
GPIO_SetPinDirection(BUTTON_PIN, GPIO_DIRECTION_INPUT);
}
int main(void) {
//
初始化
GPIO
GPIO_Init();
while (1) {
//
主循环
if (GPIO_ReadPin(BUTTON_PIN) == GPIO_PIN_HIGH) {
GPIO_SetPin(LED_PIN, GPIO_PIN_HIGH);
} else {
GPIO_SetPin(LED_PIN, GPIO_PIN_LOW);
}
}
}
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