中心議題：

• 探究優化車門ECU功耗的方法

解決方案：

• 關閉MCU電源
• 采用低功耗模式中的MCU

 在現代汽車中，電子控製單元（ECU）的de數shu量liang不bu斷duan增zeng長chang。現xian代dai電dian子zi零ling部bu件jian增zeng加jia了le許xu多duo功gong能neng可ke為wei駕jia駛shi員yuan提ti供gong更geng多duo的de信xin息xi和he更geng舒shu適shi的de環huan境jing
，在zai極ji大da地di增zeng強qiang發fa動dong機ji經jing濟ji效xiao率lv的de同tong時shi
，也ye使shi汽qi車che中zhong的de電dian子zi功gong耗hao更geng高gao。這個問題在汽車熄火時會比汽車正常工作時顯得更加嚴重。當汽車熄火時，隻有汽車蓄電池為ECU供(gong)電(dian)。為(wei)了(le)最(zui)大(da)限(xian)度(du)地(di)保(bao)持(chi)蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)，需(xu)要(yao)具(ju)有(you)在(zai)汽(qi)車(che)等(deng)待(dai)模(mo)式(shi)時(shi)段(duan)節(jie)約(yue)電(dian)力(li)的(de)措(cuo)施(shi)。本(ben)文(wen)介(jie)紹(shao)了(le)通(tong)常(chang)需(xu)要(yao)持(chi)續(xu)供(gong)電(dian)的(de)車(che)門(men)模(mo)塊(kuai)功(gong)耗(hao)的(de)優(you)化(hua)策(ce)略(lve)。

在現代汽車中有多達70個ECU
，從大的發動機管理設備到微小的雨刷傳感器（Rain Sensor）kongzhishebei。dangqichechuyufeigongzuomoshishi
，bingbushisuoyoudedianzilingbujiandouxuyaogongdian。danzaiqichexihuohuoqicheluosuoqijian

，rengyouxuduomokuaixuyaogongdian。liru，bixuchulilaiziqicheyaochixinhaodecheshenzhongyangkongzhiqi（BCU）或者必須反應BCU指令以控製車門鎖的車門模塊。

由於汽車空蓄電池在使用一段時間後會出現嚴重問題
，所以大部分汽車原始設備製造商（OEM）將解決方法轉為對每個ECU運行的等待電流消耗的要求。他們規定每個ECU的平均等待電流消耗小於300μA，其中許多原始設備製造商甚至還將這種電流消耗要求在100μA以下。這種電流預算必須根據不同ECU元件進行區分。例如
，車門模塊的主要元件是MCU和係統基礎芯片，包括電壓調節器、通信總線的物理接口和看門狗，其任務是隨時找到不同設備之間的最佳功率分配。

根據車門模塊的功能不同，優化任務的解決方案也有所不同。通常
，車門模塊控製車窗升降、電子後視鏡、車門鎖和駕駛員發出指令的鍵區。此外，它還處理BCU的通信，並在很多情況下將信息傳遞給後車門模塊。當汽車熄火時，車門模塊仍然必須接收鍵區輸入的指令，處理來自BCU的數據
，使其通過CAN或LIN總線傳輸。為了管理這些任務，它必須定期進入工作模式，以便讀取鍵區的狀態、觸發看門狗。根據結果
，整個ECU必須進入全工作模式或返回電流節約模式。

圖1詳細地說明了所有階段的不同電流。平均係統電流消耗IAverage是由循環時間Tsum、係統在工作模式中運行的時間長短以及電流IRun和IStop各自的數值決定的。總之
，車門模塊有兩種最大限度降低IAverage的主要方法。 方法1：關閉MCU電源。在這種情況下
，係統基礎芯片處理循環喚醒。它將打開MCU電源
，讓MCU檢查上述任務，並讓MCU決定返回這種狀態或者停留在完全工作模式中。這種方法的優點是當SBC消耗睡眠電流時
，MCU的電源已經完全關閉。弱點就是MCU必須定期喚醒，包括非常費電的振蕩器的啟動。而且，振動器在啟動階段對晶振的壓力特別大，會影響其使用壽命。
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方法2：低功耗模式中的MCU。在該方法中，MCU進入低功耗模式，但需要一直供電。MCU定期喚醒，執行必要任務並相應做出反應。這種方法的弱點就是SBC和MCU仍然需要一直供電。其優點是可以更快速地喚醒MCU

，並根據MCU的功能
，完全消除喚醒階段所用的時間。

除了降低電流IRun和IStop數值外
，更重要的是最大程度地減少MCU在全工作模式中運行的時間TRun。該參數的主要組成部分是振蕩器啟動時間Tos和穩定性檢查時間Tosc。飛思卡爾S12X係列是專為停止模式之後的快速啟動設計的，其獨特功能是幾乎可將Tosc和Tosc降低為零（實際約為50μs）。當其他MCU必須使用外部晶振低頻率振蕩器來引發定期中斷時，S12X可以使用內置RC振蕩器來引發API（自動定期中斷）。使用S12X快速喚醒功能
，可從內部PLL振蕩器啟動S12X，無需花費數毫秒時間來啟動基於外部晶振的振蕩器時鍾。因此，采用S12X的獨特功能，幾乎消除了MCU需要全工作電流期間的啟動時間。使用這種方法，平均等待電流也大大降低。

為了證明采用這種方法能夠節約電源
，對現實生活中的實例進行了評估。圖2顯示了普通係統基礎芯片（SBC）係統電流和S12X 車門係統電流在不同喚醒方法和圖1中顯示的時間參數：

方法1：SBC定期喚醒MCU，MCU在Tstop期間不需要供電。
方法2(a)：MCU需要持續供電，快速喚醒啟動。在這種情況下
，MCU采用內部PLL振蕩器啟動。
方法2(b)：MCU需要持續供電，但快速喚醒關閉。在這種情況下，MCU采用晶體振蕩器啟動。

可以很清晰地看到
，方法2(b)的設置無論如何都需要最大電流
，因此對於車門模式來說，它不是最好的解決方案。方法2(a)為Tsum提供了小於180ms的最低電流消耗。隻要Tsum不大於180ms，關閉MCU電源執行SBC定期喚醒的方法1將是最大程度降低功耗的最佳選擇。 對於車門模塊來說，MCU必須檢查狀態變化的時間Tsum(通常為20ms～60ms)，這也取決於實施情況。采用S12X的獨特API和快速喚醒功能
，可以達到最小平均係統電流和電源節約最佳值，這不需要增加任何外部組件及降低性能或增加成本。因此，飛思卡爾S12X係列提供了將等待電流降至最小值的獨特功能。當功耗成為汽車原始設備製造商的一種選擇標準時，S12X係列就為消費者提供了無需增加費用就能在這個非常重要的方麵（功耗）區分原始設備製造商的機會，並大大提高了原始設備製造商在上述應用領域贏得商機的機會。

發動機關閉時的低電流消耗是持續供電的汽車ECUduiyuanshishebeizhizaoshangdezhongyaoyaoqiu。liru，chemenmokuaizhizaoshangzhengmianlinzhepingjundengdaidianyuanshiyongyuelaiyuekekedeyaoqiu。benwenshuomingleruhetongguozuidachengdudijiangdidianliugonghaoheMCU的喚醒時間來優化平均係統電流的方法。S12X內部RC-振蕩器可用於自動定期中斷的計時，以便循環喚醒MCU。RC-振蕩器的功能與S12X快速喚醒功能一起使用
，可為用戶提供保持車門模塊應用最小功耗的最有效方法。