PROtroniC ——新一代汽车产品ECU快速原型开发平台

阳少

PROtroniC是AFT公司专为汽车电子行业设计，用于电控系统的基于模型的控制算法和软件开发。客户使用PROtroniC在无缝开发环境中进行产品控制任务的独立开发，并且可以将开发结果直接转化到产品中。PROtroniC可方便地集成用户的手工代码，快速实现原型代码到产品级代码的转换。
产品特性：
PROtroniC作为新一代的快速控制原型产品的代表，拥有如下显著优势：
一、 即插即用
由于PROtroniC集成了信号调理和功率放大模块，并且采用先进的FPGA技术，可以实现PROtroniC作为快速控制原型系统的即插即用。客户不用费力去搭建外围电路及连接复杂的线束，并且可以便捷地用于不同应用的ECU开发，只需一套PROtroniC就可以实现“All On Board”的快速控制原型平台。
集成信号调理和功率放大模块：
采用模块化的设计理念，软硬件模块均可独立配置，并且针对汽车常用的传感器和驱动器类型（压力传感器、温度传感器、霍尔和磁电式曲轴/凸轮轴传感器、氧传感器、爆震传感器、喷射升压模块、点火、PWM输出、全桥驱动等）集成了信号调理和功率放大功能，用户可根据自身需求选择相应的硬件模块。

传感器模块1（模拟和转速信号）

传感器模块2（氧传感器和爆震信号、CAN收发器）

喷射模块（可选择连续升压或分步升压）

I/O资源可灵活配置：
AFT提供的基于Simulink的图形块库ACI（AFT Controller Interface）包含客户配置的PROtroniC各个通道的属性信息，客户使用ACI可以轻松实现PROtroniC硬件的输入/输出端口和控制器功能模型的连接。
PROtroniC不仅具有丰富的I/O资源，而且采用了汽车级FPGA（两种处理方式：时间处理方式和基于执行器或传感器触发的角度同步处理方式），从而使I/O端口的属性配置和扩展变得更便捷，所有的输入输出端口都可以根据需要灵活配置。这样PROtroniC就可以方便地应用于不同的控制系统开发需求。
PROtroniC硬件概述：
产品列表：

1.PROtroniC MR：专用于柴油机和汽油机的控制器原型平台

1.预先设计好的汽油机和柴油机功能模型

2. 可直接放置于发动机舱内、试验室或台架

3.具有3路CAN和1路LIN总线接口

4.2路霍尔传感器和2路磁电传感器用于曲轴/凸轮轴信号采集

5.集成氧传感器和爆震信号采集

6.缸压信号采集与分析

7.热动力学信号采集，燃烧过程分析

8.6路喷射电路，最大升压电压：80V

9.6路点火电路

10 预留了用于发动机控制的压电晶体驱动

2.PROtroniC USG：通用型控制器原型平台

1. 具有3路CAN和1路LIN总线接口

2. 2路霍尔传感器和2路磁电传感器用于曲轴/凸轮轴信号采集

3. 可直接放置于发动机舱内、试验室或台架

4.6路点火电路

3.测量标定软件MARC：在线测量和标定PROtroniC中的参数
产品特性概述：

1. 供电电压：6.5V – 32V

2.温度范围：-40°C – +85 °C

3.所有的输入/输出和传感器电源均有短路保护

4.电源开关采取过载保护

5.电磁兼容：通过CE认证

6. 防水等级：IP64K

7.丰富的I/O资源，使用FPGA技术灵活配置和扩展

8.具有CAN、LIN、RS232通信接口

9.模块化的系统架构

10.对典型的汽车类传感器集成式信号调理

11.典型的汽车执行器驱动

12.提供外部传感器供电

13.支持JTAG或者NEXUS调试CPU、FPGA和CPLD

14.支持bypass模式

15.汽车级实时操作系统OSEK

16.代码生成和应用工具自由选择：Real Time Workshop Embedded Coder或者Targetlink

17.可工作于发动机舱、试验室或者台架

18.预留了用于发动机控制的压电晶体驱动

典型应用案例：
发动机控制器原型PROtroniC MR已经预先设计好汽油机和柴油机的基础模型，几乎涵盖了所有使用电磁喷射器的汽油机和柴油机类型，配合外部驱动单元的压电喷射器完成发动机的喷射过程，并且可以进行实时燃烧计算，相关技术参数如下：

1.32位处理器MPC5554，支持浮点运算，120MHz、2MB内部flash、4MB外扩flash、4MB外扩RAM、32kB外扩EEPROM

2.通信接口：3×CAN、1×LIN以及1×RS232

3.模拟/数字输入：24通道，0 ~ 5.07V、0.7kHz或者0 ~ 10.14V、14kHz，低通一阶滤波，可配置为模拟或数字输入

4.快速数字输入/输出：12通道，5 ~ 32V，可用于数字输入/输出，脉冲输入、曲轴/凸轮轴信号输入、边沿跳变事件、脉冲输出等

5.模拟输出：6通道，0 ~ 10V/Max.10mA

6.开关输出：24通道，6.5 ~ 52V，推挽输出5A，峰值11A，可用于PWM输出、点火开关、全桥输出、数字输出、脉冲输出、角同步输出等

7.曲轴信号输入：1路霍尔传感器，0 ~ 5.06V，66kHz；1路磁电传感器，-29.9 ~ +29.9V，16kHz；齿盘信号型式可配置，36 ~ 3600齿，1 ~ 3缺齿，如36-1、60-2、60-1-1等，可采用高速数字输入/输出通道进行更高速的曲轴转速信号处理

8.凸轮轴信号输入：1路霍尔传感器，0 ~ 5.06V，66kHz；1路磁电传感器，-29.9 ~ +29.9V，16kHz；齿盘信号型式可配置，1 ~ 15齿

9.氧传感器：2路宽域氧传感器或者2路双态传感器，可用于普通模拟输入

10.爆震传感器：4路非共振型或者2路共振型传感器，可用于普通模拟输入，和氧传感器配合使用可多达5路宽域氧传感器分析

11.喷射输出：6路，升压方式可选择连续升压（14.98V ~ 80V）或者分步升压（可配置为50V、60V、70V、80V），峰值可达30A/80V

12.点火输出：6路，外部输出诊断功能，0 ~ 5 V，推挽电压输出或者8 -- 25 mA 电源输出，最大 16 V

PROtroniC TopLINE更攀高峰：

AFT公司并不满足于已有的成绩，还在不断提升产品的性能，即将推出更新一代快速原型产品PROtroniC TopLINE，加速革新您的ECU快速控制原型开发平台。

更高处理性能：
PROtroniC TopLINE采用双处理器架构，处理速度更快。主处理器选用功能强大的MPC8544处理器，处理速率高达1 GHz，二级缓存，支持双精度浮点运算，专门用于应用程序的处理；协处理器选用IBM PPC440，处理速率400MHz，专门用于外围及通信任务等的处理。
更好地测试和验证
PROtroniC TopLINE集成了数据记录仪，可以方便地对客户新开发的控制功能进行验证。数据记录仪配置好之后，可以独立工作，记录下来的数据能够通过Ethernet接口传回PC机。
更强通信能力：
PROtroniC TopLINE扩展了通信接口性能，支持3路Ethernet、2路LVDS、2路FlexRay、3路CAN、2路LIN/RS232等。
更多新技术：
PROtroniC TopLINE选用了更先进的FPGA技术，使外部信号的调理和输出功率放大更为灵活，并且通过软件和硬件实现输入输出的灵活配置。
PROtroniC TopLINE选用了符合AUTOSAR标准的操作系统。

阳少

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