一种电机控制和整车控制的集成系统的制作方法

本发明涉及汽车控制领域，特别涉及一种电机控制和整车控制的集成系统。

背景技术：

目前在新能源车辆应用领域，电机控制器MCU、整车控制器VCU、高压电源DCDC、充电机OBC、空调控制器等零部件，一般都是以分离式零部件的方式，分别出现在车辆上面，其最大的优势就是设计、加工、维护等比较方便。当然也有对应的缺点，就是各个零部件体积较大，硬件成本高，维护麻烦，集成度不高等。

而现在，在新能源车辆领域，现在有一个趋势就是，随着电子技术水平的发展，零部件集成化的趋势越来越明显，特别是在结构体积、电路和软件等具体方面，都在走集成化的技术路线；这样可以明显的节约产品在整车的结构空间，也可以减少硬件成本，也便于今后维护。

当然，集成化的新能源零部件，对应的硬件电路设计、结构设计、软件程序设计、以及试验验证方面会复杂一些，再就是对应的产品设计标准、产验证标准会严格一些，这个是他的技术难度。

在新能源车辆中，MCU电机控制器主要就是实现对电机的控制，和电机组成一个动力系统，准确的输出扭矩。而VCU整车控制器主要就是负责采集车辆的一些状态信息，然后给各个零部件分配对应的控制指令，他是整个车辆的大脑，是指挥系统。

但是，汽车零部件的集成化是未来的一个趋势。为此，我们为了解决新能源车辆的这个技术问题，我们提出了一种电机控制器和整车控制器一体化集成的技术方案。

技术实现要素：

本发明提供一种电机控制和整车控制的集成系统，旨在把电机控制器的控制功能与整车控制器集成在一起，并采用了底层软件和应用层软件集成的方案。

本发明提供一种电机控制和整车控制的集成系统，包括双核芯片和外设设备，所述双核芯片包括分别独立运算的MCU运算模块和VCU运算模块，所述外设设备分别设有MCU分区和VCU分区，所述MCU分区设有MCU软件部分，所述MCU分区通过MCU软件部分与MCU运算模块连接并进行信号的交互，所述VCU分区设有VCU软件部分，所述VCU分区通过VCU软件部分与VCU运算模块连接并进行信号的交互。

本发明的有益效果是：本发明采用双核或者多核芯片，芯片在物理上面设有几个独立的运算单元，把MCU的处理软件和VCU的处理软件分别放置在核1和核2进行处理，同时也对外设设备分成MCU分区和VCU分区，分别对应核1和核2的处理，将电机控制器和整车控制器一体化集成，在软件上面，相互间也有独立性，相互之间不会干扰。

附图说明

图1是本发明中集成系统的功能简图；

图2是本发明中集成系统的功能详细图；

图3是本发明中ADC模块及软件拓扑图；

图4是本发明中数字信号输入模块及软件拓扑图；

图5是本发明中数字信号输入模块及软件拓扑图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。

如图1所示，本集成系统由MCU软件和VCU软件集成，他们二部分是独立运行的，在各自对应的运算核上面运行，但是共用芯片的外设，如ADC、IO、通讯等。

如图2所示，本发明的一种电机控制和整车控制的集成系统，包括双核芯片和外设设备，双核芯片包括分别独立运算的MCU运算模块和VCU运算模块，外设设备分别设有MCU分区和VCU分区，MCU分区设有MCU软件部分，MCU分区通过MCU软件部分与MCU运算模块连接并进行信号的交互，VCU分区设有VCU软件部分，VCU分区通过VCU软件部分与VCU运算模块连接并进行信号的交互。

如图3所示，外设设备包括ADC模块，ADC模块分为MCU软件区和VCU软件区，MCU软件区接收MCU模拟外围信号并输出到MCU运算模块中，VCU软件区接收VCU模拟外围信号并输出到VCU运算模块中。ADC模块包括ADC端口部、ADC转化单元、ADC寄存器，ADC端口部、ADC转化单元、ADC寄存器依次连接，ADC端口部设有多个ADC输入端口，ADC寄存器设有多个分组，MCU模拟外围信号输出到ADC端口部的第一ADC输入端口，VCU模拟外围信号输出到ADC端口部的第二ADC输入端口，第一ADC输入端口、第二ADC输入端口分别通过ADC转化单元输出信号到ADC寄存器的第一组值、第二组值，第一组值与MCU运算模块连接，第二组值与VCU运算模块连接。

MCU和VCU的模拟外围信号，如油门、电流、电压等信号，都统一送到双核芯片的ADC（模数转化）模块，但是需要区分ADC的输入端口，便于软件读取不同寄存器的转化值的时候，比较好处理。一个ADC输入端口都是8个一组，一般有16个或者24个以上，分为2/3/4组，真正的ADC转化单元一般只有一个，转化出来的ADC数值放置在一组寄存器中，一般是8个一组，然后对应的软件去读取数据。

MCU软件和VCU软件分别在CPU1和CPU2核中运算，当外界的电源等运行条件正常情况下，那么各个运算核在芯片内部的物理结构上面是独立的，相互间的运算不会有影响。

如图4和图5所示，外设设备还包括数字信号模块，数字信号模块包括有数字端口部和数字寄存器，数字端口部设有多个数字端口，数字寄存器设有多个分组，数字端口与数字寄存器的分组连接，数字寄存器的分组与双核芯片连接。

数字信号模块包括数字信号输入模块，数字信号输入模块分为MCU软件区和VCU软件区，MCU软件分别对应数字端口部的第一数字输入端口和数字寄存器的第一分组，VCU软件分别对应数字端口部的第二数字输入端口和数字寄存器的第二分组，第一数字输入端口接收MCU外围数字信号并输出到第一分组，该第一分组输出信号到MCU运算模块，第二数字输入端口接收VCU外围数字信号并输出到第二分组，该第二分组输出信号到VCU运算模块。数字端口部接收的MCU外围数字信号和VCU外围数字信号包括档位PRND信号、钥匙信号、启动信号、使能信号。

数字信号模块包括数字信号输出模块，数字信号输出模块分为MCU软件区和VCU软件区，MCU软件分别对应数字端口部的第一数字输出端口和数字寄存器的第一分组，VCU软件分别对应数字端口部的第二数字输出端口和数字寄存器的第二分组，MCU运算模块输出信号到寄存器的第一分组，第一分组通过第一数字输出端口输出MCU外围数字信号，VCU运算模块输出信号到寄存器的第二分组，第二分组通过第二数字输出端口输出VCU外围数字信号。数字端口输出的MCU外围数字信号和VCU外围数字信号包括风扇的开关信号、主继电器的开关信号、冷却水泵的开关信号。

如图2，外设设备还包括FLASH模块和RAM模块，FLASH模块和RAM模块分成多个存储区，多个存储区对应分配为MCU分区和VCU分区，MCU分区连接MCU运算模块，VCU分区连接VCU运算模块。

双核芯片内部的FLASH空间和RAM空间，在物理上面是一个完整区域的存储空间，然后软件通过一定分配原则，分别分去几个小区，分配给对应的CPU核使用。

外设设备还包括通讯模块，通讯模块分为MCU分区和VCU分区，MCU分区控制MCU通讯信号的传递，VCU分区控制VCU通讯信号的传递。本集成系统的通讯模块，SPI、SCI、CAN等功能模块，与ADC模块、输入输出口类似，都是共用在一起，在设计上面有针对性的分开，分给MCU分区和VCU分区使用，减少相互间的影响，增强产品的可靠性。

该电机控制和整车控制的集成系统还包括有复位电路单元、晶振电路单元、电源管理单元等其他电路，用于保证整个软件集成系统运行的硬件电路。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。