車載マイコンの動向
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- ようじろう わくや
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1 車載マイコンの現状について ~2008 年度サーベイ ~ 2008 年 11 月 28 日 ( 財 ) 九州先端科学技術研究所
2 車のエレクトロニクス化 トヨタ自動車 ( *1936) 燃費 : 7 km/l トヨタ自動車 (Prius HEV 2006) 燃費 :35.5 km/l センサー : 無 ECUs: 無 センサー : 約 100 ECUs: 約 70 ECU: Electronic Control Unit 快適 かつ 高性能 ( 燃費 ) で環境に優しい 安全な自動車が常に求められている 2
3 車のエレクトロニクス化 高性能 ( 低燃費 ) 化 環境に優しい 安全性の向上 快適性 利便性の向上 高性能 ( 低燃費 ) 化 環境に優しい エンジン制御 ハイブリッド制御 安全性の向上 快適性 利便性の向上 1970 年 エアバッグ ABS 電子制御サスペンション ETC カーナビゲーション AV 電動ミラー 電動シート オートドアロック 1980 年 1990 年 2000 年
4 車のエレクトロニクス化 それぞれの ECU は独立した組込みシステム! 4
5 車載マイコン 車載マイコンとは : ECU に用いられる CPU および CPU と周辺機能やメモリを集積するデバイス MCU(Micro Control Unit) CPU の他 プログラムの実行に必要なメモリ 周辺回路を集積 MPU(Micro Processing Unit) メモリや周辺回路などは外付け 車載用として用いられる マイコン (MCU MPU) 製品の現状をサーベイ
6 車載マイコンの搭載数 ( 個 ) 40 国産ミドルクラス 1 台あたりにおけるマイコンの平均搭載数 出典 : 矢野経済研究所, 車載用 MCU と半導体メーカの自動車戦略 2005
7 車載マイコンの用途 パワートレイン制御 ガソリンエンジン ディーゼルエンジン ハイブリッド トランスミッションなど 安全制御 アンチロックブレーキ ブレーキアシストなど ボデー制御 ライト ドア開閉 パワーウインドウ ワイパー エアコン オーディオ ダッシュボード エアバッグなど マルチメディア カーナビ 車線維持支援 駐車支援 プリクラッシュ セーフティ 車間距離警報装置など
8 半導体各社の車載マイコン 車載マイコン向きに用いられている CPU の例 フリースケール セミコンダクター社 NEC エレクトロニクス社 ルネサステクノロジ社 Infineon テクノロジーズ社 性能 高 低 高 低 高 低 高 低 ボディ 安全 パワートレイン マルチメディア 情報通信 MPC55xx(32) MPC55xx(32) MPC55xx(32) MPC5xxx(32) S12(16) S12(16) S12(16) i.mx(32) S08(8) V850ES(32) 78K0(8) SH2A-FPU(32) M32C/80(32) M16C/60(32/16),H 8S,H8SX(16) R8C(16) V850ES(32), V850E(32) 78K0S(8) SH-4A(32) M32R-FPU(32) H8S, H8SX(16) V850 系 (32) SH7050(32) M32R(32), M32R-FPU(32) TriCore(32) XC22xx(16) XC23xx(16) XC164(16) XC866(8) () 内は基本命令のデータ幅 出典 : ARM11(32) SH-4A(32) SH-4(32) フリースケール セミコンダクタ社ホームページ : NEC エレクトロニクス社ホームページ : ルネサステクノロジ社ホームページ : Infineon テクノロジーズ社ホームページ :
9 車載マイコンに用いられる 主な周辺機能 メモリ ネットワークインターフェース LIN (Local Interconnect Network) CAN(Car Area Network) FlexRay 等 センサー入力 A/D 変換器 制御出力 割り込み制御 タイマカウンタ (<20Kbps) (<1Mbps) (<10Mbps) フラッシュメモリ ROM RAM
10 動作周波数 (MHz) 1000 車載マイコンの製品構成の例 ( ルネサステクノロジ社 ) 100 安全 ボディ ( ダッシュボードの表示 ) マルチメディア カーナビ ( メモリは外付け ) + マルチメディア 車線維持支援 駐車支援 プリクラッシュ セーフティ 車間距離警報装置など パワートレイン 10 * ボデー ROM サイズ (KByte) 出典 : ルネサスオートモティブ, 2008 年 10 月 ルネサス自動車マイコン, 2008 年 4 月
11 動作周波数 (MHz) 1000 車載マイコンの製品構成の例 ( ルネサステクノロジ社 ) 100 安全 ボデー ( ダッシュボードの表示 ) 16 ビット 32 ビット CPU 性能要求小 動作周波数 32MHz 以下 ( ダッシュボードの表示を除く ) プログラムサイズ小 10 * ボデー ROM サイズ (KByte) 出典 : ルネサスオートモティブ, 2008 年 10 月 ルネサス自動車マイコン, 2008 年 4 月
12 動作周波数 (MHz) 1000 車載マイコンの製品構成の例 ( ルネサステクノロジ社 ) 32 ビット CPU 動作周波数 (40MHz~80Mhz) プログラムサイズ大 100 パワートレイン ROM サイズ (KByte) 出典 : ルネサスオートモティブ, 2008 年 10 月 ルネサス自動車マイコン, 2008 年 4 月
13 動作周波数 (MHz) 1000 車載マイコンの製品構成の例 ( ルネサステクノロジ社 ) マルチメディア カーナビ ( メモリは外付け ) + マルチメディア 車線維持支援 駐車支援 プリクラッシュ セーフティ 車間距離警報装置など 100 性能要求大 32ビットCPU 高速な制御が求められる 動作周波数 (240MHz~600Mhz) 32ビットCPU マルチコア化 専用 HWを用いた 動作周波数 (80MHz~ 高速化 160Mhz) メモリは外付け ROM サイズ (KByte) 出典 : ルネサスオートモティブ, 2008 年 10 月 ルネサス自動車マイコン, 2008 年 4 月
14 車載マイコンの高性能化 性能要求の高い用途 マルチメディア マイコンの統合化 性能向上手法 アクセラレータの使用 マルチコア化 並列化
15 車載マイコンの性能向上手法 アクセラレータの使用 デバイスベンダアクセラレータ主な用途 NaviEngine NEC エレクトロニクス描画エンジンカーナビ SH77650 ルネサステクノロジ画像認識専用 H/W カーナビ
16 SH77650 ( ルネサステクノロジ ) カーナビ向けマイコン 白線検知などの走行支援のための画像認識を行う 高い性能が必要な 画像認識のため 画像認識専用ハードウェア ( 画像認識エンジン ) を アクセラレータとして搭載 上記 画像認識の実行をホスト CPU から 画像認識エンジンへオフロード ホスト CPU (32 ビット ) 画像認識エンジン 周辺機能 周辺機能 出典 : ルネサステクノロジ SH77650,
17 車載マイコンの性能向上手法 マルチコア化 デバイス ベンダ コア 主な用途 NaviEngine NECエレクトロニクス ARM11 x4 個 カーナビ SH7786 ルネサステクノロジ SH-4A x2 個 カーナビ MPC551x フリースケール Power x2 個 ボディ制御等
18 NaviEngine (NEC エレクトロニクス ) カーナビ向けシステム LSI カーナビ用アプリ開発の課題 ソフト開発の大規模化 高い性能要求 1. 既存のシングル CPU 用ソフトを そのまま実行可能 高性能化 2. 固定的な機能 (2D/3D 描画 ) に関し 専用 HW エンジンを用い CPU から実行をオフロード ARM11 ARM11 ARM11 ARM11 MPCore 周辺機能 高性能描画エンジン ビデオキャプチャ LCD コントローラ メモリインターフェース 出典 :NEC エレクトロニクスホームページ (
19 MPC551x ファミリ ( フリースケール セミコンダクター ) ボディ制御高性能化により ボディ制御に用いる機能を集約しマイコンの数を削減 メイン CPU 主なアプリの実行 I/O プロセッサ 基本的な命令のみを実装に絞り 面積コストを削減 割り込み処理など メイン CPU の補助的な役割 メイン CPU (32bit マイコン ) I/O プロセッサ (32bit マイコン ) クロスバスイッチ 周辺機能 メモリ ( フラッシュ, SRAM) 参考文献 : MPC5510: Power Architecture 32-bit MCU for Automotive, Freescale Semiconductor
20 車載マイコンの性能向上手法 XGATE と etpu ( フリースケール セミコンダクタ ) 割り込みによるタスク等を ホスト CPU からオフロード XGATE:S12(16bit マイコン ) のコプロセッサ (XGATE) etpu : 汎用の周辺機能 (etpu) として搭載 XGATE etpu ホスト CPU (16bit マイコン ) RISC プロセッサ ホスト CPU (16bit マイコン ) タイマー カウンター RISC プロセッサ 割り込み ホスト CPU のタスクのオフロード 割り込み処理のオフロード ある時間間隔により実行されるタスクのオフロード 参考文献 : Using the XGATE for Manchester Decoding 他, Freescale Semiconductor etpu: Enhanced Time Processor Unit, Freescale Semiconductor
21 リアルタイム性を満たすために必要な性能 オフロードによる性能最適化 発熱大 動作周波数が 2 倍の CPU CPU 2X 性能不足 X CPU 時間 コプロセッサにオフロード (CPU は同じ ) CPU コプロセッサ 21
22 IMAPCAR(NEC エレクトロニクス ) 画像認識向けシステム LSI 画像認識のための高い性能要求 自動車の走行する環境 検出対象に合わせデバイスをプログラム可能 画像認識に適したハードウェア構成 外部メモリ (SSRAM) DPLL メモリ転送制御部 ビデオ入出力制御部 PE PE PE PE PE キャッシュ シーケンス制御部 制御プロセッサ演算部 画像メモリ 128 並列プロセッサ 8-bit 4ay VLIW I/O レジスタ 制御プロセッサ 128 並列プロセッサ部ブロック図 CPU バスインターフェース IMAPCAR ブロック図 画像 I/O レジスタファイル (8bits x 28 本 ) Acc.Reg. ALU ALU ALU LSU Acc. RAM 出典 : 車載組込み用画像認識プロセッサ IMAPCAR, NEC 技法 Vol.60 No.2/2007 PE 部ブロック図
23 まとめ アプリの所望の性能を実現しコストを最小化 8bit~32bit マイコンが使用される アプリサイズに応じ異なる ROM サイズ アプリに必要な周辺機能による 多品種構成 車載マイコンでもマルチコア化 動作周波数による高性能化から並列化による高性能化 統合化によるマイコンの数の削減 性能クリティカルなタスクのオフロードによる性能最適化 アクセラレータを用いた性能クリティカル箇所のオフロードによる性能最適化
ECU開発／利活用に関する３種のステークホールダー ～①自動車メーカー～
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富士通セミコンダクター株式会社発表資料
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富士通セミコンダクタープレスリリース 2009/05/19
[ デバイス ] 2009 年 5 月 19 日富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 世界初!125 動作の SiP 向け低消費電力メモリを新発売 ~ メモリの耐熱性向上により 消費電力の大きな高性能デジタル家電に最適 ~ 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 ( 注 1) は DDR SDRAM インターフェースを持つメモリでは世界で初めて動作温度範囲を 125 まで拡張したコンシューマ FCRAM(
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3. 実例 3 ユビキタス コンピューティング時代の組み込みマイクロコンピュータ, SuperH と M32R 清水徹 * 1 長谷川淳 * 2 服部俊洋 * 3 近藤弘郁 * 4 ( 株 ) ルネサステクノロジシステムソリューション統括本部システムコア技術統括部 * 1 [email protected] * 2 [email protected] * 3 [email protected]
完成版_セミナー発表資料110928
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モータ HILS の概要 1 はじめに モータ HILS の需要 自動車の電子化及び 電気自動車やハイブリッド車の実用化に伴い モータの使用数が増大しています 従来行われていた駆動用モータ単体のシミュレーション レシプロエンジンとモータの駆動力分配制御シミュレーションの利用に加え パワーウインドやサンルーフなどのボディー系 電動パワーステアリングやそのアシスト機能など 高度な制御 大電流の制御などが要求されています
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組込みLinuxシステムに関する調査研究
組込み Linux システムに関する調査研究 中川晋輔 組込みシステムの要素技術は幅広い分野の産業を支える重要な技術である 本研究では 組込み Linuxシステムの開発手順および開発環境構築方法について調査を行い その応用例として温湿度測定システムの試作を行った キーワード : 組込み Linux オープンソースソフトウェア TCP/IP 1. はじめに 3. 組込みLinuxシステムの試作組込みシステムとは
-2 外からみたプロセッサ GND VCC CLK A0 A1 A2 A3 A4 A A6 A7 A8 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A1 A16 A17 A18 A19 D0 D1 D2 D3 D4 D D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D1 MEMR
第 回マイクロプロセッサのしくみ マイクロプロセッサの基本的なしくみについて解説する. -1 マイクロプロセッサと周辺回路の接続 制御バス プロセッサ データ バス アドレス バス メモリ 周辺インタフェース バスの基本構成 Fig.-1 バスによる相互接続は, 現在のコンピュータシステムのハードウェアを特徴づけている. バス (Bus): 複数のユニットで共有される信号線システム内の データの通り道
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Armv8-M セキュアマイコンプログラミングテクニック 技術チーム / 殿下 信二 このセッションの目的 Armv8-M セキュアマイコンの使い方の基礎を学ぶ Cortex-M マイコンと Armv8-M セキュアマイコンの違い 簡単です Armv8-M セキュアマイコンプログラミング なぜセキュアマイコンが必要ですか? 製品が偽造 模造 過剰生産されるリスクの低減 IoT 製品のメリット ( コネクティビティ
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電気 電子計測 第 3 回 第 8 章ディジタル計測制御システムの基礎 http://cobayasi.com/keisoku/3th/3th.pdf 今日の学習の要点 ( テキスト P85~P94). 計算機の基本的なしくみを学ぼう 2. 外部機器とのデータのやりとりについて知ろう 3. 計算機によるディジタル計測制御システムの構成法 物理量. 計算機の基本的なしくみを学ぼう ディジタル計測制御システムセンサから得た情報を
Monthly Research / セキュアハードウェアの登場とその分析
Monthly Research セキュアハードウェアの登場とその分析 株式会社フォティーンフォティ技術研究所 http://www.fourteenforty.jp Ver2.00.02 1 セキュアハードウェア ハードウェアレベルでのセキュリティ拡張や それを実装したハードウェアが提案されている 通常のマイクロプロセッサを拡張することで柔軟性を確保する試みもある 今回は主に ARM TrustZone
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コンピュータアーキテクチャ 第 13 週 割込みアーキテクチャ 2013 年 12 月 18 日 金岡晃 授業計画 第 1 週 (9/25) 第 2 週 (10/2) 第 3 週 (10/9) 第 4 週 (10/16) 第 5 週 (10/23) 第 6 週 (10/30) 第 7 週 (11/6) 授業概要 2 進数表現 論理回路の復習 2 進演算 ( 数の表現 ) 演算アーキテクチャ ( 演算アルゴリズムと回路
資料2-3 要求条件案.doc
資料 2-3 社団法人電波産業会デジタル放送システム開発部会 高度 BS デジタル放送及び高度広帯域 CS デジタル放送の要求条件 ( 案 ) 1 システム インターオペラビリティ 衛星放送 地上放送 CATV 蓄積メディアなど様々なメディア間でできる限り互換性を有すること サービス 実時間性 高機能化 / 多様化 拡張性 アクセサビリティ システム制御 著作権保護 個人情報保護 現行のデジタルHDTVを基本とした高画質サービスを可能とすること
スライド 1
RX62N 周辺機能紹介 CMT コンペアマッチタイマ ルネサスエレクトロニクス株式会社ルネサス半導体トレーニングセンター 2013/08/02 Rev. 1.00 00000-A コンテンツ CMT の概要 プログラムサンプル プログラムサンプルのカスタマイズ 2 CMT の概要 3 CMT の仕様 CMT ユニット 0 チャネル 16ビットタイマ CMT0 CMT1 ユニット 1 CMT2 CMT3
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SATA AHCI-IP コア リファレンス デザイン説明書 Rev1.3J 2017/03/22 本ドキュメントは AHCI-IP コア実機デモ システムのリファレンス デザインを説明したものです SATA-IP コアの上位に AHCI-IP コアを実装することで アプリケーション レイヤのドライバを介して Linux 等の OS から接続 SATA デバイスを直接ドライブとして認識でき ファイル
熊本大学学術リポジトリ Kumamoto University Repositor Title GPGPU による高速演算について Author(s) 榎本, 昌一 Citation Issue date Type URL Presentation
熊本大学学術リポジトリ Kumamoto University Repositor Title GPGPU による高速演算について Author(s) 榎本, 昌一 Citation Issue date 2011-03-17 Type URL Presentation http://hdl.handle.net/2298/23539 Right GPGPU による高速演算について 榎本昌一 東京大学大学院工学系研究科システム創成学専攻
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Lenovo System x シリーズ データベースサーバー移行時の ハードウェア選定のポイント 2015 年 5 月作成 1 目次 1) 本ガイドの目的... 3 2) System x3550 M3 と x3550 M5 の比較ポイント... 3 CPU コア数の増加... 4 仮想化支援技術の性能向上... 4 メモリモジュールの大容量化... 5 低消費電力化... 5 ストレージの大容量化と搭載可能数の増加...
計算機ハードウエア
計算機ハードウエア 209 年度前期 第 5 回 前回の話 (SH745) (32 bit) コンピュータバスの構成 インタフェース (6 bit) I/O (Input/ Output) I/O (22 bit) (22 bit) 割り込み信号リセット信号 コンピュータバスは コンピュータ本体 () と そのコンピュータ本体とデータのやり取りをする複数の相手との間を結ぶ 共用の信号伝送路である クロック用クリスタル
<4D F736F F F696E74202D2091E63489F15F436F6D C982E682E992B48D8291AC92B489B F090CD2888F38DFC E B8CDD8
Web キャンパス資料 超音波シミュレーションの基礎 ~ 第 4 回 ComWAVEによる超高速超音波解析 ~ 科学システム開発部 Copyright (c)2006 ITOCHU Techno-Solutions Corporation 本日の説明内容 ComWAVEの概要および特徴 GPGPUとは GPGPUによる解析事例 CAE POWER 超音波研究会開催 (10 月 3 日 ) のご紹介
システムソリューションのご紹介
HP 2 C 製品 :VXPRO/VXSMP サーバ 製品アップデート 製品アップデート VXPRO と VXSMP での製品オプションの追加 8 ポート InfiniBand スイッチ Netlist HyperCloud メモリ VXPRO R2284 GPU サーバ 製品アップデート 8 ポート InfiniBand スイッチ IS5022 8 ポート 40G InfiniBand スイッチ
日本テキサス・インスツルメンツ株式会社発表資料
マイコンでつながる 世 界 センサネットワークから 近 距 離 無 線 まで TIの 幅 広 い 組 込 みプロセッサ ポートフォリオ TI 組 込 みプロセッサ 群 マイコン (MCU) プロセッサ (MPU) ARM 搭 載 製 品 ソフトウェア ツール & 開 発 キット 16 ビット 32 ビット 32 ビット 32 ビット 32 ビット DSP 超 低 消 費 電 力 ハイスピード ARM
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MATLAB/Simulink を使用したモータ制御アプリのモデルベース開発事例 ルネサスエレクトロニクス株式会社 第二ソリューション事業本部産業第一事業部家電ソリューション部 Rev. 1.00 2014 Renesas Electronics Corporation. All rights reserved. IAAS-AA-14-0202-1 目次 1. はじめに 1.1 モデルベース開発とは?
コンピュータの仕組み（1）ハードウェア
Copyright 守屋悦朗 2005 コンピュータの仕組み (1) ハードウェア 2.1 CPU の基本原理 2 つの整数の和を出力するプログラムを考えよう main() { int a, b, c; /* 変数 a,b が整数値をとる変数であることを宣言する */ a = 1; /* a に 1 を代入する */ b = 2; /* b に 2 を代入する */ c = a+b; /* a と
QuartusII SOPC_Builderで利用できるGPIF-AVALONブリッジとは？
レジスタ アクセスの拡張機能 1. レジスタ アクセスの概要 Smart-USB Plus 製品で利用できるレジスタ アクセスとは FPGA 内にハードウエア レジスタを実装し ホスト PC の制御ソフトウエアから USB 経由でそれらのレジスタに値を設定したり レジスタの設定値を読み出すことができる機能です このレジスタ アクセス制御には USB バス仕様に基づく コントロール転送 を利用しています
CMOS リニアイメージセンサ用駆動回路 C10808 シリーズ 蓄積時間の可変機能付き 高精度駆動回路 C10808 シリーズは 電流出力タイプ CMOS リニアイメージセンサ S10111~S10114 シリーズ S10121~S10124 シリーズ (-01) 用に設計された駆動回路です セン
蓄積時間の可変機能付き 高精度駆動回路 は 電流出力タイプ CMOS リニアイメージセンサ S10111~S10114 シリーズ S10121~S10124 シリーズ (-01) 用に設計された駆動回路です センサの駆動に必要な各種タイミング信号を供給し センサからのアナログビデオ信号 を低ノイズで信号処理します 2 種類の外部制御信号 ( スタート クロック ) と 2 種類の電源 (±15 )
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プログラムを RAM 上でデバッグする場合の説明 対象 CPU 1)H8/300H H8S シリーズ H8SX シリーズ SH-2 シリーズが対象になります Rev1.50 DEF バージョン 6.30A 仕様より DEF バージョン 7.10A 仕様より 機能 1)BSC( バスステートコントローラ ) による拡張 RAM でのデバッグに対応しました 2)PBC/UBC 無しタイプの CPU 品種でもプログラムメモリが
SpeC記述のC記述への変換 （SpecCによるソフトウェア記述の実装記述への変換）
TOPPERS プロジェクトプレス発表 2009 年 4 月 23 日 TOPPERS/FMP カーネル TraceLogVisualizer(TLV) 本田晋也 名古屋大学大学院情報科学研究科附属組込みシステム研究センター (NCES) 助教 [email protected] 1 TOPPERS/FMP カーネル 2 組込みシステムにおけるマルチプロセッサの利用 大きく二つの理由により利用が進んでいる
STM32 ファミリ : Arm® Cortex®-Mコア 32bitマイクロコントローラ
TM Arm Cortex -M 32bit Releasing your creativity ST Arm Cortex -MST Arm Cortex -M M0 M0+ M3 M4 M7 TM IP F7 H7: DSP FPU Cortex -M7 / 2020 CoreMark F7: DFP FPU Cortex -M7 / 256KB ~ 1082 CoreMark F4: DSP
TO: Katie Magee
アプリケーション ノート AN-1053 ip1201 または ip1202 を搭載した回路の電源起動法 David Jauregui, International Rectifier 目次項 1 はじめに...2 2 電源起動法...2 2.1 シーケンシャルな立ち上げ...3 2.2 比例関係を保った立ち上げ...3 2.3 同時立ち上げ...4 3 結論...6 多くの高性能な DSP( デジタル
FlexRay
FlexRay 2011 @IT MONOist FlexRay @IT MONOist http://monoist.atmarkit.co.jp Vector Japan Co., Ltd. 目次 1 FlexRay 03 1 03 03 04 X-by-Wire 04 2 05 3 FlexRay 06 4 FlexRay 06 Fixed TDMA Flexible TDMA 06 08 09
Smarter Vision のための最もスマートな選択
Zynq All Programmable SOC : Smarter Vision Audi Kinect Xbox 360 Smarter Vision Smarter Vision Smarter Vision 10 ( ) Smarter Vision Smarter Vision Intuitive Surgical Smarter Vision Xilinx All Programmable
Quartus Prime - プログラミング・ファイルの生成や変換（Convert Programming Files）
ALTIMA Corp. Quartus Prime プログラミング ファイルの生成や変換 (Convert Programming Files) ver.15.1 2016 年 5 月 Rev.1 ELSENA,Inc. Quartus Prime プログラミング ファイルの生成や変換 (Convert Programming Files) 目次 1. 2. はじめに...3 操作方法...4 2-1.