您好，欢迎观看飞思卡尔小型发动机应用解决方案的推介。我叫 Jesse，我将向您介绍飞思卡尔提供的可用于设计摩托车、割草机、发电机和其他实用型发动机中普遍使用的小型发动机专用发动机控制系统的各种技术和产品。随着小型发动机日益受到污染控制法律的关注，将要求增加电子组件来满足新的排放法规。电子控制的增加将让整个燃烧过程受到严密监控，打造更清洁、更具燃油效率的发动机，同时通过提高可靠性和安全性来改进用户体验。

        三种主要的电子器件构成了发动机控制系统的基础：它们是数字控制器、模拟驱动器和传感器。飞思卡尔半导体为上述每个领域提供可用于满足小型发动机应用需求的器件。数字控制器包括高度集成的8位、16位和32位微控制器，它们能够运行各种层级的发动机控制软件。模拟驱动器提供控制发动机上的各种负载和传动装置所需的高功率。这些解决方案也高度集成到飞思卡尔的 Smart MOS 技术中。传感器对于将反馈输入系统至关重要，而且也支持高级控制技术的开发。飞思卡尔提供的传感器满足了近接、压力和加速要求。对于每一种器件，有大量产品系列可供选择。本推介将有助于为如何选择适合小型发动机应用的产品提供一个出发点。

        微控制器是通过电控燃油喷射 （EFI） 对引擎进行电子控制的起点。低端8位产品以及高端32位器件都能够提供控制燃油和火花事件所需的核心功能。提供了如此品种繁多的MCU，飞思卡尔的产品能够满足各种小型发动机应用的应用需求。绝大部分应用可以使用8位和16位器件处理，但我们将探讨一下为未来应用提供优势的32位产品的特性。

飞思卡尔的最新8位产品叫作 S08 产品系列。S08产品非常经济高效，采用8－100管脚的非常小型的封装，提供2K－128K字节的存储器空间。对于紧凑型设计，S08 SG系列提供一套核心外设，提供高达 28兆赫的 CPU性能。最小 16管脚TSSOP封装，可选使用内部时钟，使用最小数量的外部组件实现小型设计。各种存储器大小和管脚数量之间的管脚兼容性增加了灵活性。提供高温等级，适用于极端条件下的应用。两个独立的定时器模块能够优化软件计时和发动机控制事件的时间基础。16通道的10位AD可以容纳大量模拟输入。SCI、SPI和 I2C的通讯外设确保了与EFI 系统中其他集成电路和其他模块的连通性。看门狗计时器的使用增加了安全性，它可被配置为依据独立时钟源运行。

S08 系列产品的最高端是S08 D系列，该系列具有更大的闪存阵列和更高数量的IO接口以及附加外设，例如 CAN和12位AD，S08 D 允许超过SG 产品的更高的系统复杂性，诸如32管脚 QFP的小型封装允许紧凑型设计和高达60K字节的闪存。IO中的附加内存扩展到高达128K字节和100 管脚封装。

由于系统复杂性增加，因此CPU 性能也必须提高。凭借高达50兆赫的CPU速度和协处理器（叫作XGate），16位飞思卡尔S12 和 S12X 产品系列的性能大大超过了S08器件。和S08一样，系列中的这种器件具有高度兼容性，使用同一接口进行烧写和开发。 S12和 S12X 产品系列为小型号发动机应用提供杰出的成本效率比。

        在这里我们看到的是入门级S12P 器件，具有高达32 兆赫的CPU速度、32K－128K字节的闪存和紧凑型封装（如48管脚QFN）。12位AD、16位定时器和通讯端口等重要特性组成了小型发动机应用的一套核心外设。对于其他性能，S12XS 系列将CPU 速度提高到 40 兆赫，同时将存储器选件扩展到 256K字节和高达112 管脚的封装。

S12XE系列在性能方面更进了一步。除了50兆赫的CPU性能，S12XE 还具有 XGate 协处理器，能够处理IO相关任务，而不需要CPU交互作用。由于可以设置XGate独立于CPU执行任务，以CPU的两倍速运行，因此它是功能强大的快速外设，能够完成关键的实时任务。高级小型发动机应用可以让 XGate 发挥重大作用，一个高端应用例子就是，XGate可以用于做爆震检测。由于小型发动机通常只有一个或两个汽缸， 运行速度高达100兆赫的XGate不需要外部爆震处理器件，这降低了硬件复杂性和系统成本。

        S12 和S12X 产品的另一个优势是兼容性。当在相同管脚数量封装的S12P、S12XS 和S12XE器件之间转换时，需要很少的硬件更换，有些情况下不需要更换任何硬件 。产品系列的每个外设之间的兼容性也让器件之间的过渡变得轻而易举。当您将应用性能提升到S12XS 和S12XE时，或者将您的解决方案的成本效率优化，降为采用S12P时，这种兼容性让移植变得简单易行。这种兼容性的另一个附带优势是使用小尺寸存储器的器件进行开发时提高标定性能，开发时可采用兼容的大尺寸存储器的器件，充分利用 RAM 容量的提升，让大量数据能够在运行时进行修改，使相同的硬件用于生产和标定。 

        为了满足最高难的应用需求，飞思卡尔提供采用高能架构的高性能32位MCU。这种器件从汽车动力系统专用产品演化而来，目前包括更经济高效的解决方案适合小型发动机的应用。采用高性能32位MCU，应用开发能够利用复杂开发工具，包括基于模型的设计。精选的器件中包括eTPU。eTPU 是一种高级外设，为发动机控制应用提供增强性能。使用飞思卡尔提供的库函数或自定义编译代码，eTPU微引擎有助于完成发动机运行时的关键时序任务，其中一个关键特性是它带有曲轴角度时钟，能够相对于发动机曲轴转动的角度来进行事件的安排。

        微控制器提供精确计时和转动控制的同时，模拟驱动器向直接控制发动机的负载提供高功率接口。对于小型发动机，关注的重点是控制喷油器、点火线圈、继电器、灯和小型电机的智能驱动器。智能电机执行的任务不仅仅是打开和关闭负载，它们还为微控制器提供反馈，通过检测故障帮助确定系统的健康状况。

        现在让我们看一看小型发动机应用使用的一些重要器件。作为飞思卡尔推出的第一款为小型发动机提供系统集成优化的器件，MC33812 为单缸应用提供必不可少的模拟控制。与MCU结合，通过减少系统中的组件数量，实现高度集成设计。喷油器驱动器、点火预驱动器、继电器驱动器、灯驱动器、5V预调节器和ISO-9141收发器等全部包括在一个器件中。驱动器配有保护措施并提供故障检测，以便确定负载开路和短路情况，从而构建一个智能的解决方案。

        对于更多的一般性应用，MC33810提供最多8个驱动器，提供高级点火功能和单个驱动器级故障检测。对于更灵活的控制，MC33879 遇到了挑战。使用8个带有故障检测功能的可配置输出，可以控制很多不同类型的负载。继电器、灯、 LED和小型电机都可以采用MC33879，通过高端、低端和H桥的配置来进行控制。对于更特殊的控制，例如电子节气门，MC33931等器件为直流电机提供增强的解决方案。除了过去用在ECU中的组件，小型远程传感器模块也安装在可以收集数据的地方。这种测量器件为发动机控制提供重要反馈。一些测量器件更直接地负责燃烧进程，而其他测量器件用于更多用户控制应用。

        现在让我们来看一看飞思卡尔能够提供的传感器技术。三种不同技术可以用于飞思卡尔传感器产品：压力、近接和惯性传感技术。每一种技术都基于半导体制造流程，因此具有高度可靠性和较长产品寿命。例如，汽车质量产品专为实现大量生产的零缺陷。

        这里，我们可以看一下实际压力传感器的特写。硅晶制成的实际器件非常小巧，仅平方毫米量级，中心是压力传感组件。根据应用，不同类型的压力传感测量都可以使用压力传感器进行，包括差分、量规和绝对压力测量 。实际传感器采用各种封装，支持各种传感器模块设计，体现正在进行的测量类型，例如双端口封装惯常用于差分压力测量。

        这里我们看到了飞思卡尔压力传感器从组件到应用的设计流程。注意自定义模块是在它进入发动机之前创建的。飞思卡尔提供广泛的压力传感器产品线。对小型发动机应用最有价值的一种压力传感器是MPXHZ6115A，它是符合汽车电子产品标准的MAP传感器，通常用于进气岐管，测量采用速度-密度控制策略的发动机负载。

        近接传感器为小型发动机提供了不同方面的技术。这是一种新兴技术，通过简单开关按钮所不具备的额外检测能力，它正在迅速取代机械开关并改善产品。消除系统中的机械开关能够让用户控制更经济高效，更不容易受环境影响。这样做主要是因为缺少采用近接传感的用于控制接口的移动部件。这种技术还支持液面检测等应用。飞思卡尔近接传感解决方案采用电容方式，与电阻技术相比，功耗更低。这种传感技术在电容方面的特性使检测优于简单触摸传感，并能够执行液体检测。

有了电容触摸检测，接口能够比简单开关按钮走得更远。同一接口可以具有传统开关，包括滚动功能 。组合功能进一步扩展，能够旋转感应速度和方向以及触摸屏中常见的二维阵列。

        目前，飞思卡尔提供面向各种应用的众多产品，满足近接性需求。最新的产品是MPR083 和MPR084。这些产品提供应用级转动和滑动检测。MC33794等其他器件提供屏蔽驱动器，支持更强大的检测接口。

        我们将讨论的最后一种传感器技术是惯性技术。简单来说，惯性器件检测运动。和飞思卡尔的其他传感器一样，这种传感器是固态器件，只有显微传感组件是移动部件。传感基于地球的恒定1G重力 。通过改变传感器的方向及速度，传感器可以提供数据，否决？？诸如从1-3轴加速、自由下落、震动、转动和倾斜等情况。我们看一下小型发动机应用，惯性传感器对于碰撞检测发挥重要作用。当油流优化之后，由于小型发动机不是总是具有运行上的稳定性或高度可能性，因此必须检测发动机出现故障这种不幸情况。惯性传感器提供的数据能够实现对碰撞或翻倒情况的检测，然后能够让 ECU关闭发动机，防止对发动机或用户造成损害。根据应用，飞思卡尔为各种加速等级和轴重检测提供汽车电子和消费电子器件。低重力加速度单轴器件对于小型发动机中的倾斜检测非常有用。

        感谢您的关注，希望您现在已经熟悉了飞思卡尔针对小型发动机应用所提供的一些产品。有关这些产品的其他信息请见：Freescale.com。谢谢！