Die Mitglieder der AUDO-MAX-Familie sind pinkompatibel: bei den größeren BGAs erlauben die äußeren Pinreihen die Nutzung zusätzlicher I/Os.    Foto: Infineon

Die Mitglieder der AUDO-MAX-Familie sind pinkompatibel: bei den größeren BGAs erlauben die äußeren Pinreihen die Nutzung zusätzlicher I/Os. Foto: Infineon

Infineon Technologies bringt mit AUDO MAX eine neue Familie von 32-bit-Mikrocontrollern (MCUs) für die Bereiche Antriebsstrang und Fahrwerksteuerung im Automobil auf den Markt, die Motor-Management gemäß den strengen Abgasnormen Euro 5 und Euro 6 ermöglichen sowie systemrelevante Aufgaben im Antrieb von Elektrofahrzeugen übernehmen können. Die Highlights der AUDO-MAX-Familie sind unter anderem Taktfrequenzen bis zu 300 MHz, Schnittstellen wie SENT und FlexRay sowie umfangreiche Unterstützung zur Umsetzung sicherheitsrelevanter Funktionen durch PRO-SIL und bei bestimmten Varianten eine Temperaturfestigkeit bis zu 170 °C. Die in 90-nm-Technologie gefertigten MCUs basieren auf der Prozessorarchitektur TriCore.

„Mit AUDO MAX bietet Infineon 32-bit-Mikrocontroller für Antriebsstrang und Fahrwerksteuerung mit sehr hoher Verarbeitungsleistung und Echtzeitfähigkeit, mit denen es derzeit kein anderer Mikrocontroller aufnehmen kann“, erläutert Peter Schäfer, Vice President und General Manager, Mikrocontroller, Division Automotive bei der Infineon Technologies AG. „Die AUDO-MAX-Derivate TC1793/98 arbeiten mit einer Taktfrequenz von bis zu 300 MHz. Sie sind damit 66 Prozent schneller als ihre mit 180 MHz getakteten Vorgänger.“

Skalierbarkeit

Weitere besondere Merkmale der AUDO MAX-Familie sind ihre konsequente Skalierbarkeit von Hardware und Software sowie ihre Kompatibilität zur Vorgängerfamilie AUDO FUTURE, die heute bereits in vielen Motorsteuerungen verwendet wird. „Wie bei all unseren Chips für die Automobilelektronik ist es uns auch bei AUDO MAX wichtig, den Entwicklungsaufwand des Systemlieferanten beim Übergang von einer Plattform zur nächsten möglichst gering zu halten“, erklärt Peter Schäfer. Dabei weist der mit 300 MHz getaktete TC1798 die höchste Leistungsfähigkeit aller Single-Core-Mikrocontroller im Bereich Powertrain/ Chassis auf, und durch die TriCore-Architektur ist auch die Abarbeitung von DSP-Algorithmen besonders effektiv möglich. Eine spezielle Bare-Die-Variante, wie sie besonders in Getriebeanwendungen notwendig ist, gestattet den Einsatz bei einer Umgebungstemperatur von bis zu 170 °C.

Safety eingebaut

Bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor sind die MCUs der Familie AUDO MAX zum Beispiel in der Lage, das bestmögliche Luft-Kraftstoff-Gemisch zu errechnen sowie den optimalen Einspritz- und Zündzeitpunkt für jeden einzelnen Zylinder festzulegen. Mit ihren speziellen Safety-Features können Bausteine des Typs AUDO MAX die Steuerungselektronik von Verbrennungsmotoren und Elektrofahrzeugen sowie im Fahrwerksbereich beispielsweise die Elektronik für Dämpfungssysteme sicherer machen. Auch zur Steuerung des Getriebes in einem x-by-Wire-Fahrzeug kann AUDO MAX zum Einsatz kommen.

Im Bereich des Antriebsstrangs ist das Thema Safety – intrinsische Daten- und Betriebssicherheit – auf Grund neuer gesetzlicher Bestimmungen derzeit eines der Hauptthemen. Mit PRO-SIL bieten die Produktserien TC179x und TC172x zusätzliche Eigenschaften zur Unterstützung sicherheitskritischer Systeme, zu denen nicht nur EPS (Electrical Power Steering, elektrische Servolenkung), Chassis-Controller oder Federung/Dämpfung gehören, sondern auch spezielle Steuerungen für Hybrid- und Elektrofahrzeuge.

PRO-SIL unterstützt die Zulieferer und Automobilhersteller massiv bei der Umsetzung der sicherheitsrelevanten Features. Bei entsprechendem Design des Gesamtsystems lassen sich sichere Systeme gemäß IEC 61508 beziehungsweise ISO 26262 erreichen.

PRO-SIL ermöglicht beispielsweise einen Speicherschutz zur Trennung der sicherheitskritischen Software von der nicht sicherheitsrelevanten Software sowie eine Error-Code-Correction (Korrektur von fehlerhaftem Code) und eine Speicher-Überprüfung für eine betriebssichere Berechnung. Die TriCore-Architektur, die aus einem Haupt-Prozessor und einem Coprozessor (Peripheral Control Processor) besteht, kann als asynchrones Dual-Core-Sicherheitssystem zum Einsatz kommen.

Modulares Gehäusekonzept

Auf Grund der Pin-Kompatibilität der Mitglieder der AUDO-MAX-Familie lässt sich ein Upgrade von einem kleineren zu einem größeren Gehäuse vornehmen – beispielsweise vom TC1791, der im BGA292-Gehäuse mit 200 MHz und 3 MByte Flash-Speicher arbeitet, hin zum TC1798 im BGA516-Gehäuse, der über 4 MByte Flash-Speicher verfügt und mit 300 MHz getaktet ist. Die inneren Pinreihen sind jeweils identisch, aber bei den größeren BGAs erlauben die äußeren Pinreihen die Nutzung zusätzlicher I/Os.

Peripherie: Von FlexRay über CAN bis SENT

Zur Familie AUDO MAX gehören auch Produkte mit zwei 10 Mbit/s schnellen FlexRay-Kanälen und zwischen zwei und vier 1-Mbit/s-CAN-Knoten. „Auch die bei AUDO MAX weltweit erstmals in einem Mikrocontroller integrierte SENT-Schnittstelle vereinfacht die Systemintegration“, führt Peter Schäfer weiter aus. SENT steht dabei für Single Edge Nibble Transmission und ermöglicht die direkte Kommunikation mit digitalen Sensoren ohne den stets mit Aufwand, Platzbedarf, Kosten und Genauigkeitsverlusten verbundenen Umweg über analoge Schnittstellen. SENT spart nicht nur Kosten, sondern verbessert auch das EMC-Verhalten des Systems.

Betrieb bis 170 °C

Bei energiesparenden Doppelkupplungsgetrieben und Stufenautomaten sitzt das hierfür erforderliche Getriebe-Steuergerät unmittelbar am Getriebegehäuse, so dass die Getriebe-Elektronik bei äußerst hohen Temperaturen ihren Dienst verrichten muss. Für diese Anwendungen liefert Infineon mit dem TC174x den ungehäusten Chip als Bare-Die-Variante zum Einsatz bei Temperaturen bis 170 °C.

Autosar

Die Mikrocontroller-Familie AUDO MAX besteht aus vier Produktserien, die sich in der Taktfrequenz und der Größe des Flash-Speichers unterscheiden: TC179x für High-End-Anwendungen bis 300 MHz, TC178x für Mid-Range-Anwendungen bis 180 MHz, TC174x als spezielle Bare-Die-Variante für Getriebe-Applikationen und TC172x für Low-End-Anwendungen bis 133 MHz.

Tools und Verfügbarkeit

Zur Implementierung von Autosar-Software liefert Infineon für AUDO MAX auch die passenden hardware-nahen Treiber, und eine Autosar-Suite ist über Drittanbieter ebenfalls verfügbar. Verschiedene Anbieter von Entwicklungswerkzeugen haben bereits passende Tools für AUDO MAX im Programm. In der Ausgabe 4, die am 25.8.2010 erscheinen wird, stellt AUTOMOBIL-ELEKTRONIK ein solches Tool ausführlich vor.

Starter-Kits und Musterbausteine des TC1782 sind ab September 2010 verfügbar. Der Beginn der Serienfertigung ist für Anfang 2011 geplant. (av)