?? 全國(guó)大學(xué)生智能汽車" title="智能汽車">智能汽車競(jìng)賽是教育部為了加強(qiáng)大學(xué)生實(shí)踐、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)精神的培養(yǎng)而設(shè)立的大學(xué)生設(shè)計(jì)競(jìng)賽。朝氣蓬勃的青年學(xué)生是未來(lái)汽車電子" title="汽車電子">汽車電子行業(yè)發(fā)展的希望；培養(yǎng)頂尖的創(chuàng)新人才，需要各級(jí)教育部門及汽車相關(guān)行業(yè)的參與配合。這一具有積極意義的賽事從啟動(dòng)以來(lái)，獲得中國(guó)內(nèi)地具有控制科學(xué)與工程學(xué)科博士授予點(diǎn)的高校及包括港澳在內(nèi)的其他有關(guān)高校大學(xué)生的積極響應(yīng)。來(lái)自全國(guó)高校的參賽人員參加了飛思卡爾S12微控制器" title="微控制器">微控制器應(yīng)用短期強(qiáng)化培訓(xùn)課程，并組隊(duì)進(jìn)行自主設(shè)計(jì)、制作及調(diào)試，通過(guò)校內(nèi)比賽選出最強(qiáng)的隊(duì)伍代表學(xué)校參加全國(guó)比賽。

??? 飛思卡爾的S12是一個(gè)非常成功的芯片系列，在全球以及中國(guó)范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用于各種汽車電子應(yīng)用中，例如引擎管理、安全氣囊、車身電子、汽車網(wǎng)絡(luò)和資訊娛樂等。本次大學(xué)生智能車設(shè)計(jì)競(jìng)賽，參賽者即在所提供的以MC9S12DG128單片機(jī)為主控芯片的模型車體的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，制作出具有自主道路識(shí)別能力的智能汽車。

為汽車競(jìng)賽而設(shè)的S12平臺(tái)

?? 飛思卡爾S12系列具有16位解決方案的固有優(yōu)勢(shì)，如代碼簡(jiǎn)短高效、功耗低、體積小巧、購(gòu)買和開發(fā)成本低、總線速率可以升級(jí)到50MHz，同時(shí)能夠達(dá)到通常只有32位控制器才能達(dá)到的性能水平。而這些顯著優(yōu)點(diǎn)來(lái)源于增強(qiáng)CPU，以及與XGATE協(xié)同處理器的結(jié)合。S12是一個(gè)廣泛應(yīng)用于汽車電子的芯片系列，如圖1所示。它被全球領(lǐng)先的汽車生產(chǎn)商采用，并具有為中國(guó)市場(chǎng)量身定造的相宜價(jià)格和性能。

?? S12X MCU系列產(chǎn)品基于HCS12車用產(chǎn)品系列的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，并進(jìn)一步提升了HCS12系列的功能，從而成為車身控制和網(wǎng)關(guān)應(yīng)用的理想之選。S12X系列采用一個(gè)增強(qiáng)CPU，可以額外處理172條指令，從而顯著提高性能和效率，并改進(jìn)了存儲(chǔ)器變換、代碼效率和32位計(jì)算。同時(shí)，該系列保持了與HCS12系列的高度引腳和代碼兼容。二者的高度兼容性可以使HCS12用戶很容易地升級(jí)并實(shí)現(xiàn)S12X系列的高操作速率，利用S12X的新特性優(yōu)化應(yīng)用設(shè)計(jì)以獲得更高的性能表現(xiàn)。S12X系列不但保留了HCS12的16位效率，并且建立了一條高效的遷移路徑，可以幫助汽車廠商節(jié)省投資。S12X系列可為當(dāng)前的HCS12 微控制器用戶提供輕松的性能升級(jí)，并達(dá)到五倍于HCS12微控制器的性能。S12X采用增強(qiáng)內(nèi)核和增強(qiáng)外圍設(shè)備，總線速度最高可達(dá)40 MHz（HCS12只能達(dá)到25MHz），并且具備完全的CAN功能，改進(jìn)了中斷處理能力。

?? S12X的軟件可與HCS12相容，并增加了一個(gè)平行處理的XGATE模塊。該模塊是一個(gè)智能的、可編程的直接內(nèi)存存取（DMA）模塊，可以進(jìn)行中斷處理、通信和數(shù)據(jù)預(yù)處理，并為其他任務(wù)釋放部分CPU空間，以提高性能。

?? 在許多嵌入式系統(tǒng)中，響應(yīng)實(shí)時(shí)中斷事件耗費(fèi)了微控制器中相當(dāng)大部分的資源。一般而言，中央處理器（CPU）是處理中斷事件的惟一資源，它同時(shí)還必須滿足應(yīng)用的處理和反應(yīng)時(shí)間要求。

?? ?XGATE是S12X的全新模塊。S12X系列在業(yè)界率先采用了XGATE模塊，這種多功能的高效協(xié)處理器是專為處理中斷事件設(shè)計(jì)的，無(wú)需CPU的介入。XGATE從隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)運(yùn)行，速度達(dá)到CPU時(shí)鐘的兩倍(80MHz)，可以承擔(dān)主CPU的基本網(wǎng)關(guān)活動(dòng)和外圍設(shè)備相關(guān)處理等任務(wù)，并將CPU從執(zhí)行耗時(shí)的中斷處理程序的工作中解放出來(lái)，而專注于執(zhí)行與應(yīng)用相關(guān)的任務(wù)。這種強(qiáng)大組合可以實(shí)現(xiàn)最佳的實(shí)時(shí)事件處理，并優(yōu)化系統(tǒng)性能。這一并行架構(gòu)可支持更多的確定性中斷處理，使設(shè)計(jì)工程師能夠避免核心功能與中斷處理之間的沖突。

S12X 微控制器特性
?- 512KB的閃存(計(jì)劃的版本達(dá)到32KB～1MB的閃存)；
?- 40MHz的增強(qiáng)CPU；
?- XGATE模塊；
?- 32KB的RAM、4KB的EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器）；
?- 5路控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)通信接口(僅限于HCS12XD)；
?- 6路串行通信接口/本地互聯(lián)網(wǎng)（SCI/LIN）、3路串行外設(shè)接口（SPI）、2路集成電路間總線（I2C）通信接口；
?- 高級(jí)中斷功能；
?- 增強(qiáng)的捕捉定時(shí)器；
?- 優(yōu)先中斷定時(shí)器；
?- 10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）；
?- 8信道的脈沖寬度調(diào)制（PWM）；
?- 帶有追蹤緩存的片上單線后臺(tái)調(diào)試模式（BDM）；
?- 在-40℃～+125℃的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。

XGATE協(xié)同處理器功能
?- 外設(shè)協(xié)處理器 ；
?- 可編程的直接存儲(chǔ)器訪問（DMA）控制器；
?- 實(shí)時(shí)中斷處理程序；
?- 虛擬外設(shè)控制器。

關(guān)于全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽
?? “飛思卡爾”杯全國(guó)大學(xué)生智能車賽由高等學(xué)校自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)主辦，飛思卡爾半導(dǎo)體公司協(xié)辦，并由各個(gè)分賽區(qū)的承辦大學(xué)組織。比賽以迅猛發(fā)展的汽車電子為背景，是涵蓋了控制、模式識(shí)別、傳感技術(shù)、電子、電氣、計(jì)算機(jī)、機(jī)械等多個(gè)學(xué)科的科技創(chuàng)意性比賽，旨在培養(yǎng)大學(xué)生對(duì)知識(shí)的把握和創(chuàng)新能力，以及從事科學(xué)研究的能力。

?? ?競(jìng)賽以飛思卡爾的汽車用S12微控制器芯片作為智能模型車之主控芯片。組委會(huì)提供統(tǒng)一智能車競(jìng)賽車模、飛思卡爾的單片機(jī)HCS12開發(fā)板、開發(fā)軟件CodeWarrior?誖和在線調(diào)試工具等。參賽隊(duì)將在車模平臺(tái)基礎(chǔ)上，制作一個(gè)能夠自主識(shí)別路線的智能車，在專門設(shè)計(jì)的跑道上自動(dòng)識(shí)別道路行駛，如圖2所示。比賽名次將主要取決于賽車單圈最短時(shí)間。

飛思卡爾汽車電子解決方案
??? 作為全球最大的汽車電子半導(dǎo)體供應(yīng)商，飛思卡爾一直致力于為汽車電子系統(tǒng)提供全范圍應(yīng)用的單片機(jī)、模擬器件和傳感器等器件產(chǎn)品和解決方案。飛思卡爾在汽車電子的半導(dǎo)體器件市場(chǎng)擁有領(lǐng)先的地位并不斷贏得客戶的認(rèn)可和信任。其中在8位、16位及32位汽車微控制器的市場(chǎng)占有率居全球第一。

??? 今后汽車電子將朝著更加網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向發(fā)展，飛思卡爾的16位S12系列微控制器是順應(yīng)市場(chǎng)發(fā)展需求而開發(fā)的。作為全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽所有參賽隊(duì)選用的核心控制模塊，S12這一成功的芯片系列為青年學(xué)子帶來(lái)更多創(chuàng)意天地，它也必將在更廣闊的天地發(fā)揮出色性能。