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EMBEDDED 86 • NOVEMBRE • 2022 43 AUTOMOTIVE | HARDWARE in base al quadrato della corrente) che l’attraversa. Utilizzando interruttori high-side a semiconduttore basati su I 2 t si ottiene una minore variabilità delle ca- ratteristiche dei fusibili, che a sua volta porta a una maggiore ottimizzazione dei diametri dei cablag- gi, contribuendo ulteriormente a ridurre il peso del cablaggio stesso. Sfide e soluzioni per sensori e attuatori intelligenti Un’architettura E/E a zone incide sensibilmente sul- le funzioni di rilevamento e attuazione sulla perife- ria di un veicolo, il cosiddetto edge . Nelle architet- ture a domini, sono presenti ECU dedicate che, di solito, si trovano in prossimità dei sensori o degli attuatori ed eseguono queste funzioni. Nuove carat- teristiche e funzioni comportano di solito l’uso di nuove ECU, ciascuna delle quali è dotata di alimen- tazione a batteria e fili di rete dedicati, aumentando ulteriormente la complessità del cablaggio. L’intro- duzione di moduli zonali può ridurre notevolmen- te la complessità del cablaggio unendo le funzioni logiche di input/output (I/O) di più ECU nel modulo zonale e mantenendo sensori e attuatori nelle po- sizioni in cui già si trovano. Il risultato è la separa- zione delle funzionalità I/O fisiche e logiche come mostrato in figura 5, che porta con sé nuove sfide e richiede nuove soluzioni. I moduli zonali: nuovi requisiti per i microcontrollori L’integrazione di diverse funzioni I/O logiche, com- presi i circuiti di controllo, in un singolo modulo zo- nale fa sì che il modulo erediti la somma complessiva dei singoli requisiti per ciascuna funzione I/O, con il risultato di questi requisiti specifici per i microcon- trollori: • Elevate prestazioni in tempo reale • Grande quantità di memoria per programmi e dati • Supporto a criticità mista per funzioni con diver- si livelli ASIL (Automotive Safety Integrity Le- vel) tramite virtualizzazione • Interfacce di comunicazione ad alta velocità ver- so il backbone • Istanze multiple di periferiche di comunicazione low-end (come CAN FD o LIN) per interfacciarsi con sensori e attuatori intelligenti Per soddisfare questo variegato elenco di requisiti è necessario ricorrere a MCU che supportino i requisi- ti imposti dai moduli zonali. Al tempo stesso, i siste- mi eterogenei su chip ( SoC, System on Chip ) con ade- guate funzionalità in tempo reale, come i dispositivi Jacinto 7 (ad es. DRA821) o Sitara (ad es. AM2xxx) di Texas Instruments (TI) possono rappresentare una soluzione temporanea in attesa della disponibilità di MCU ottimizzate per le zone. Sensori e attuatori intelligenti La separazione delle funzioni I/O logiche fisiche in- cide su sensori e attuatori. I circuiti integrati desti- nati al condizionamento dei segnali dei sensori e al pilotaggio degli attuatori richiedono di potenziare l’intelligenza locale e le capacità di comunicazione. L’intelligenza locale mantiene lo stato del circuito e può eseguire una diagnostica in background per ri- levare guasti del sensore o dell’attuatore. L’interfac- Fig. 5 – La separazione di funzionalità I/O logiche e fisiche da un’architettura a domini (a) a un’architettura a zone (b) Fig. 6 – Esempi di implementazione driver: driver intelligente integrato in alloggiamento chiuso (a); piccola ECU per soluzioni ad attuatore composito (b); semplice attuatore controllato da modulo zonale (c)