Технологическая революция в автопромышленности началась более века назад. Любая технология признана упрощать людям (нам) жизнь. С момента появления первых автомашин наша жизнь стала разнообразней и интересней. Ведь с помощью автотранспортного средства мы можем преодолевать большие расстояния. Появление автоматической трансмиссии упростило нам переключение передач. Круиз-контроль дает возможность отдыхать нашим ногам. Есть множество других технологий делающих поездку на машине истинным отдыхом.
Предлагаем нашим читателям ознакомиться с шестью новыми автотехнологиями в автомобилестроении, которые традиционно и как принято продолжают упрощать для водителя эксплуатацию современного автомобиля. К нашему сожалению, в большинстве автомобилях пока еще отсутствуют представленные нами в данном списке эти новейшие разработки. Для того чтобы та или иная технология конкретно прижилась в автопромышленности необходимо, чтобы прошло какое-то время, за которое данная (любая) разработка доказала бы свою необходимость и стала бы дешеветь по себестоимости.
Не смотря на то, что представленные нами технологии установлены сегодня на немногие еще марки автомобилей, все-равно, по крайней мере этот список дает возможность нашим читателям заглянуть вместе с нами в будущее, где возможно, когда-то, все эти технологии станут обыденным привычным фактором и будут применяться практически на всех без исключения машинах.
1) Автоматический ассистент парковки.
Для многих из нас выходные дни или праздники связаны с поездками в различные торговые центры и магазины, где, как Вы знаете на автопарковке творится просто какой-то тихий ужас. Поиск места для стоянке для своей машины часто оборачивается в головную боль. Даже если Вы и нашли место чтобы припарковаться, то Вы тратите на это не мало времени, которого обычно вечно не хватает. Вам это знакомо друзья? Мы не сомневаемся. Для этого сегодня существует новейшая современная технология от компании "Ауди", которая предлагает автомобилисту свою .
Как это работает? Давайте подробно разберем. Подъехав к торговому центру или магазину Вы выходите из автомобиля около входа, а автомобиль с помощью специальной системы самостоятельно найдет место для стоянки и припаркуется без вашего участия и даже в ваше отсутствие. Когда Вы, после шопинга или посещения магазина при помощи смартфона и специального программного обеспечения, соберетесь сообщить или сообщите своему автомобилю, что вы вышли из ТЦ, для того чтобы он самостоятельно подъехал к месту вашей высадки, то программа с помощью этой системы моментально выполнит вашу команду. Фантастика, не правда ли? А вот и нет. Не так давно представитель компании "Ауди" официально заявил, что данная разработка завершена и начнет в скором времени устанавливаться на некоторые модели автомобилей.
Для ориентации в пространстве автомобиль использует лазерные дальномеры (LIDAR), высокочувствительные видеокамеры для правильной навигации на парковке и спутниковую навигационную систему, которая определяет место нахождение ТС в пространстве. Единственное но, которое мы считае существенным. Для того чтобы данная система полноценно функционировала и не сбивалась необходимо следующее, чтобы на такой автопарковке присутствовали внешние датчики, которые будут сообщать автомобилю координаты свободного места на стоянке.
Со временем, когда такие системы получат массовое распространение, собственники большинства торговых центров наверняка оснастят свои парковки подобными электронными датчиками.
Напомним своим читателям, что во многих современных автомобилях уже похожая система применяется, правда работает она в присутствии водителя, которому необходимо самому нажимать педаль газа и тормоза. Для полуавтоматической парковки необходимо подъехать к свободному парковочному месту, включить ассистент помощи при парковки, а далее нажимая на педаль тормоза или газа по необходимости уже дождаться пока машина сама не припаркуется (руль будет поворачиваться автоматически). Данный ассистент помощи парковки устанавливается на автомобили и .
2) WiFi точка доступа в автомобиле.
Еще несколько лет назад интернет в нашей жизни играл не так уж важную роль. Сегодня же все изменилось. Мы не мыслим жизни без интернет-сети, будь мы на работе или дома. Правда еще остались у нас такие моменты в жизни, когда мы очень редко пользуемся интернетом. К примеру,- в автомобиле. Конечно мы можем войте в сеть со своего смартфона и далее проверить свою электронную почту или зайти на какой-нибудь сайт, допустим- "Одноклассники". А что, если Вам захочется зайти в интернет с определенной целью с которой Вы выходите в сеть со своего стационарного компьютера, или ноутбука, или планшета? Тогда, как быть?
Для таких целей компания " конкретный модуль- 3G/4G, который может раздавать WiFi нескольким электронным гаджетам на расстояние в 150 метров.
Это начинание (ноу-хау) уже подхватили многие автопроизводители. Так например, компания стала оснащать свои автомобили сотовыми модулями, которые раздают WiFi. В том числе такой WiFi модуль сегодня доступен в автомобиле
Компания "General Motors" в течение 2014 - 2015 годов планирует оснастить большинство своих машин такими же сотовыми модулями 4G LTE и высокоскоростной системой раздачи WiFi.
3) Безвоздушные шины.
Так у 80% всех автолюбителей давление в колесах не соответствует их установленным нормам. Причина проста, заключается она в простой лени или в незнании, как проверить давление в колесах или как накачать колесо. Помимо увеличения расхода топлива накачанные не должным образом колеса представляют еще и угрозу безопасности на дороге. Так же часто давление в шинах изменяется и из-за определенных перепадов температур на улице. Если шины недостаточно накачены, то это приводит их к преждевременному износу. Как можно решить проблему, чтобы постоянно не заниматься накачкой колес?
Сегодня для этого есть решение, которое непосредственно связано с новейшей разработкой компании "Bridgestone". После нескольких лет исследований производитель резины создал . Вместо воздуха внутри этих шин имеется микросетка из жесткой резины. которая по сути и сохраняет свою форму и форму колеса даже при экстремальных нагрузках. Поскольку шине не нужен воздух, то при проколе колеса (шины) автомобиль может свободно продолжать свой путь без всякой опасности. Термопластичный материал использующийся при изготовлении безвоздушных шин (в том числе и протектор) изготовлен из вторичного сырья, в результате чего эти концептуальные шины являются экологически чистыми и значимыми по сравнению с обычной традиционной резиной.
Пока компания "Bridgestone" не сообщает о точной дате начала массового производства этих инновационных шин. Но есть шанс, что такие экологичные шины уже в ближайшие 5 -10 лет будут устанавливаться на многие марки автомобилей.
4) Система индикации заполнения шин воздухом.
Пока мы мечтаем о безвоздушных шинах компания " " разработала новую систему уведомления о заполнении воздухом шины (колеса). Так например, на автомобиле Altima 2014 (2015 Nissan Teana) появилась новая система, которая показыват водителю при накачке шин внутреннее их давление, или когда это давление достигнет нормы. А как это работает? Ничего сложного. Если Вы решили накачать колесо возле своего дома, или работы, или на АЗС, то подсоеденив насос напрямую к колесу Вы сразу же увидите, как начали моргать передние противотуманные фары или поворотники (в зависимости от модификации).
Пока будет накачиваться колесо противотуманная(ые) фара(ы) будет(ут) мигать и сообщать вам о том, что колесо (шина) накачивается. Как только давление в колесе достигнет необходимой нормы в соответствии с заданными параметрами от производителя, то автомобиль сам подаст сигнал клаксоном а мигание лампочки в противотуманной(ых) фаре(ах) прекратиться. Вот и весь секрет.
5) Умные фары.
Вождение автомобиля ночью во время дождя или когда идет снег занятие трудное и очень напряженное, так как видимость на дороге при таких условиях очень плохая и желает оставлять лучшего. А дело все в том, что наши автомобильные фары освещают не только саму дорогу, но и капли дождя или частицы снега, что создает нашим глазам большую существенную помеху для четкого обозрения (обзора) дороги. Исследователи из Университета Карнеги-Меллона разработали определенную систему фар, которые позволяют улучшить Ваш обзор видимости в плохие погодные условия. Данная система состоит:- из видеокамеры, проектора, лазерного делителя луча и компьютерного блока на базе процессора Intel.
Для того, чтобы снег или дождь не создавал Вам при свете фар больших помех для обзора видимости, то камера сама определяет в верхнем поле вашего зрения, где будет падать капля дождя или снега и далее, самостоятельно уже проецирует перед Вашими глазами полностью обесцвеченную помеху в виде этих осадков. Весь этот процесс занимает 13 миллисекунд.(!) Как заявляют сами разработчики скорость такого проецирования можно и увеличить.
Технологии связанные с автомобильными фарами развиваются не так быстро, как допустим, тажа электроника. , которые максимум что умеют, это поворачивать линзы фар при повороте вправо-влево и автоматически выключать дальний свет при приближении к вам встречного автомобиля. К сожалению друзья, но факт остается фактом, чтобы фары стали действительно "умными" необходим какой-то существенный скачок технологий. И кто знает, может именно разработка ученых из Университета Карнеги-Меллона станет этим ожидаемым прорывом в технологиях автомобильных фар. Поживем и подождем.
6) Гидрофобное покрытие автомобильных окон.
Некоторые новые модели автомобилей Cadenza 2014 года производитель впервые оснастил гидрофобными боковыми окнами. Что это такое? Обычное стекло автомашины покрывается специальным гидрофобным покрытием, которое защищает стекло от сколов или повреждений, то есть не дает стеклу загрязняться и пачкаться теми же каплями воды. Покрытие отталкивает воду и весь собирающийся конденсат. Данное покрытие достаточно улучшает видимость в дождливую погоду и облегчает процесс сушки стекол после мойки.
К нашему сожалению пока нам больше ничего не известно, какие автопроизводители оснащают сегодня свои машины этими гидрофобными окнами.
Вы наверно удивлены друзья, что именно на Корейском автомобиле была впервые применена технология гидрофобных окон? Или не очень? Но в этом как-раз и нет ничего удивительного. Автомобильные технологии, развивающиеся последнее время удвоенными темпами часто стали появляться совсем на недорогих марках и моделях машин. И связано это в первую очередь с тем, что многие новые технологии становятся по своей себестоимости сегодня не такими уж дорогими и не требуют от производителей многомиллиардных вложений.
Есть мнение, что каждые несколько минут трём людям на планете приходит в голову одна и та же идея. Одни даже не задумываются над ней, другие решают, что она слишком сложна и недостижима, а третьи берут и доводят её до реализации. Именно благодаря таким «третьим», на свете и появляются новые технологи, и совершаются грандиозные открытия.
В сфере автомобильной промышленности без нововведений не обойтись. Мировые производители стараются сделать свою продукцию более качественной, эксклюзивной. Автомобили становятся всё быстрее, мощнее, легче, безопаснее и «умнее». На смену механике и человеку приходят компютеры-автоматы. Последние годы большинство нововведений, так или иначе, нацелены на наибольшую экономичность и экологическую безопасность.
Постепенно всё большую популярность приобретают автомобили гибриды. В этих машинах для работы используются два вида источников энергии. Чаще всего это обычный двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель или двигатель, работающий за счёт сжатого воздуха. Изобретение такого вида автомобилей позволило обеспечить значительную экономичность. Последняя была достигнута путём установки топливного двигателя с меньшей мощностью, полной его остановкой в режиме холостого хода, а так же меньшим количеством необходимых дозаправок топливом и, как следствие, потерей времени на автозаправочных станциях. Эти же особенности гибридных автомобилей обуславливают и их большую, в сравнении с обычными автомобилями, экологичность – меньше вредных выбросов, реже, чем в электромобилях необходимость в новом аккумуляторе и утилизации старого.
Но помимо новшеств в энергетических источниках, активно разрабатываются новые материалы для изготовления деталей автомобилей. Так, американская компания разрабатывает новейший биопластик, на 100% состоящий из растительных компонентов, а именно – из волокон кожуры томатов, остающейся при производстве томатного кетчупа. Для этих целей производители автомобилей планируют оформить договорённость с компанией по производству кетчупов Heinz. Последние, в свою очередь, перерабатывают порядка двух миллионов тонн томатов в год для своей продукции. Представители компании Ford сообщили, что намереваются делать из нового пластика детали отделки и крепежи для проводов. Стоит заметить, что на сегодняшний день автомобильная компания уже использует растительные материалы в своём производстве, например, такие как шелуха риса или кокосовая скорлупа.
Японские производители автомобилей Маzda так же работают над производством нового вида пластика на основе растительного сырья. Основная идея заключается в том, что детали кузова, сделанные из данного пластика, не будут нуждаться в дополнительном нанесении эмали. Детали из изначально покрашенного пластического материала обладают глубоким и устойчивым цветом и совершенно зеркальной поверхностью. Помимо этого, царапины на таком материале будут практически не видны. Новинку планируется начать использовать в 2015 году для последней модели .
Немецкие специалисты компании так же не отстают и предлагают использовать для производства кузовных деталей бумажные отходы. В качестве примера они продемонстрировали экспериментальную деталь капота, выполненную из трёхслойного материала, в котором внешние слои – это композитный материал, а внутренний слой выполнен из прессованного картона. Производство автомобильных деталей из предложенного материала не только явится решением вопроса лёгкости и экономичности конструкции, но и окажет благотворительное влияние на проблему утилизации отходов и безопасности пешеходов – значительно более легкая конструкция при столкновении нанесет меньшие травмы, нежели использующаяся сейчас.
Представленные на CES-2016 новинки в очередной раз доказывают, что мир автомобилей и мир технологий тесно сливаются, и в результате получаются новые концепции и системы управления. Смотря на эти достижения, можно увидеть автомобиль будущего.
Consumer Electronics Show в Лас-Вегасе в первую очередь является выставкой технологий, но в этом году производители автомобилей совместили это мероприятие с представлением самых разнообразных и передовых концепт-каров.
Дебютировали новинки фирм Volkswagen, BMW, Aston Martin и нового производителя Faraday Future, в то время как многие другие представили на выставке свои новейшие технологии и инновации. Самой популярной темой среди новейших автомобилей этого года является подключение машин к сети. Большинство производителей показали, как их автомобили будут смогут подключаться к другим умным устройствам в будущем.
Большие компании также показали, как они повышают уровень автомобильных технологий, чтобы удовлетворить потребности современных технически подкованных покупателей.
Смотрите в обзоре 17 ключевых новостей автомобильных технологий, представленных на Consumer Electronics Show 2016 года.
1. Aston Martin Rapide S
Концепт-кар подключенного автомобиля (Connected Car) от Aston Martin оснащен информационно-развлекательной системой, разработанной китайскимтехнологическим гигантом Letv. Aston Martin также намеревается построить электрический суперкар для Letv.
2. Концепция интерьера Audi
Как и у концепта e-tron quattro, в салоне новой Audi установлена информационно-развлекательная система нового поколения.
3. Беззеркальный концепт BMW i8
BMW хочет продемонстрировать преимущества замены внешних зеркал на камеры, которые могут охватывать более широкий сектор обзора и предупреждать водителей об опасности.
4. Тактильный сенсорный экран Bosch
Bosch планирует помочь держать глаза водителя на дороге с помощью новой информационно-развлекательной системы тактильной обратной связи.
5.Электрический Chevrolet Bolt
Новый, полностью электрический хэтчбек от General Motors предлагает заявленный пробег 320 километров.
6. Безумный концепт Faraday Future
FFZERO1 - первый концепт-кар от нового китайского стартапа, который оказался достаточно хорош, чтобы посетители CES сворачивали шеи. Машина анонсирует стайлинг новой фирмы.
7. Автономное будущее Ford
«Голубой Овал» утраивает размер своего автономного испытательного транспортного флота. Тестирование в реальном мире продолжается в нескольких штатах США.
8. Система слежения за глазами Harman
Новая технология Harman использует программное обеспечение для отслеживания глаз водителя и камеру для контроля его состояния и настороженности.
9. Подключенный автомобиль Jaguar F-Pace
Jaguar сотрудничает с Intel, чтобы показать возможности подключенных автомобилей. Этот F-Pace подскажет водитлю, если тот оставит личные вещи в доме.
10. Виртуальная реальность Audi
В этом году Audi начнет применять наушники виртуальной реальности в своей дилерской сети. Это позволит клиентам визуализировать свой автомобиль в режиме реального времени.
11. Kia Drive Wise
Все будущие технологии автономного вождению Kia будут проходить под маркой Drive Wise. Бренд готовятся испытать на дорогах общего пользования в штате Невада.
12. Rinspeed Etos
Последний концепт-кар Rinspeed построен на основе BMW i8 и оснащен дроном, который может быть послан, чтобы забрать посылку или стримить поездку онлайн. Автомобиль также полностью автономный и имеет настраиваемый интерьер.
13. Маппинг от Toyota
Это новая технология построения окружающего мира из отдельных частей изображения, используя данные от GPS-устройств и бортовых камер.
14. Видение будущего от BMW i
Даже маленькие машины, такие как VW Golf, оснащаются новыми технологиями.
Новая немецкая информационно-развлекательная система нового поколения с функциями управления жестами и передовой функцией распознавания голоса.
17. Управление Volvo с помощью умных часов.
Владельцы умных часов Microsoft Band 2 в скором времени будут в состоянии контролировать элементы управления своих автомобилей.
Благодаря новейшим технологиям, автопромышленность в ближайшие годы будет выпускать .
Производство современных автомобилей стремительно меняется. Причина изменений инновационные разработки и новые технологии. Предлагаем Вам узнать, какие технологии изменят автомобильное производство в ближайшем будущем?
10) Цифровые технологии
Несомненно, в наше время . К примеру, новые разработки компании Google (Google Glass) или Apple Watch. Многие критики не верят, что новые электронные гаджеты приживутся на рынке. Но как нам кажется новые электронные гаджеты могут с помощью специальных приложений быть полезны в современных .
Ведь с помощью очков Google Glass, где бы вы не находились, (за рулем автомобиля, за сборочной линии на автозаводе или в гараже тюнинг-ателье) любая информация из сети может быть перед Вашими глазами. Причем Вы можете пользоваться информацией, не отвлекаясь от других дел.
9) Солнечная технология
Солнечная быстро становится конкурентоспособной по цене по сравнению с другими источниками энергии. В это даже невозможно поверить, поскольку еще несколько лет назад себестоимость солнечных батарей была в десятки раз больше чем в наши дни. В связи со снижением себестоимости солнечных батарей, они будут влиять на производство автомобилей и возможно на их движение в ближайшем будущем.
Таким образом, автозаводы и транспортные средства могут стать более экологически чистыми, чем сейчас.
8) Двигатель Camless
С самого начала своего появления двигатели внутреннего сгорания имеют распредвалы, которые двигают клапана мотора. Недавно компания Koenigsegg разработала двигатель без распредвала. Для открытия и закрытия клапанов в новом двигателе используются пневматические приводы.
7) Аккумулирование энергии
Вот пример автомобиля, в котором часть лишний энергии аккумулируется в специальных аккумуляторах и конденсаторах. Самое удивительное, что подобные системы уже стали применяться не только на дорогих суперкарах, но и на автомобиле Мазда на которой применяется система i-ELOOP.
6) Новая система продаж новых автомобилей
В ближайшем будущем возможно система производства и измениться. Так многие производители машин будут стараться сократить затраты на производство чтобы снизить издержки влияющие на себестоимость продукции. К примеру, запасы сырья будут сведены к минимуму. Так компании будут закупать именно столько сырья, сколько необходимо, без запаса. Это связано с тем, что многие автопроизводители хотят перейти на мгновенное производство. К примеру, поступил заказ текущего дня на определенное количество автомобилей. Построив оптимальное серийное производство этот заказ может быть выполнен на следующий день.
Поэтому в будущем процесс приобретения нового автомобиля может выглядеть так. Вы пришли в автосалон и оплатили автомобиль в понедельник. Во вторник машина будет выпущена на производстве. В течение трех дней машина будет доставлена с завода в автосалон. Максимум через 7 дней после оплаты Вы получите Ваш новый автомобиль.
Конечно, такая схема возможна, только если автопроизводители создадут гибкую схему производства и поставок комплектующих. Также необходимо более оперативно реагировать на потребности рынка. Но как нам кажется благодаря применению новых модульных платформ, это возможно. Ведь современная архитектура модульных платформ на производстве позволяет на одном модуле производить несколько моделей автомобилей.
5) Автоматизация автомобиля
Очевидно, что рано или поздно в мире в любом случае появиться полностью автономные автомашины. И это приведет к огромным последствиям для . Поскольку автономные машины снизят в несколько раз риск попадания в аварию, многие системы безопасности станут не нужны, что естественно отразится на дизайне интерьера и внешности.
4) Крупнейшие заводы по производству аккумуляторов для электро-автомобилей
Элон Маск (владелец компании Тесла)планирует, построит самый большой в мире завод по производству аккумуляторных батарей для применения в электроавтомобилях. По его планам завод к 2020 году будет выпускать 500,000 шт батарей. Это говорит о том, что технологии гибридных и электрических к 2020 году завоют весь мир. Электрокары, возможно, станут на наших дорогах привычным явлением, а бензиновые и дизельные машины станут реже попадаться нам на глаза. В это особенно вериться, если стоимость топлива к тому времени подорожает в 2-3 раза (прогнозы некоторых зарубежных аналитиков).
3) Электро-автомобили
Такие модели как McLaren P1, Porsche 918, и LaFerrari доказали всему миру, что . Именно благодаря этим машинам мир понял, что электрических машин не стоит опасаться. Также эти модели доказали
Что электрические технологии могут обеспечить автомобили необходимой мощностью и эффективностью, даже если речь идет о спорткарах.
2) Модульные шасси
Является лидером модульной технологии шасси. Так самая известная это модульная масштабируемая архитектура MQB на которой собираются такие модели как Audi A3, новое поколение Audi TT, VW Golf седьмого поколения, Seat Leon и Skoda Octavia.
Так, что в недалеком будущем ожидайте, что другие автопроизводители перейдут на универсальные модульные платформы, на базе которых будут собираться несколько разных моделей автомашин.
Это позволит сократить расходы на производство автомобилей и снизить отпускные цены на продукцию.
1) Углеродное волокно / Композиционные материалы
Фраза "Упростить, а затем добавить легкость" принадлежит создателю (Колину Чепмен). В этой фразе есть доля истины. Каждому производителю хочется сделать автомобиль быстрее, легче и экономичнее. Таким образом, можно угодить всем автолюбителей.
Углеродное волокно давно применяется в автопромышленности. Так сначала углеволокно применялось на гоночных и экзотических суперкарах. В наши дни углеродное волокно прокладывает себе путь в массовый авторынок. Так вложило огромные средства для создания моделей i3 и i8, в которых применяется углеволокно.
Так, что в любом случае ожидайте, что многие автопроизводетели будут применять этот материал все чаше и чаше на своих серийных транспортных средствах.
Современные «цифровые» автомобили содержат десятки контроллеров , объединенных в специальную локальную сеть. В автомобиле множество функций управления можно условно разделить на две группы:
первая группа обеспечивает надёжное функционирование основных узлов автомобиля, например, электронное управление двигателем и обеспечение безопасности: АБС, подушки безопасности и другие.
ко второй группе относятся различные электронные системы управления, обеспечивающие сервис, комфорт и развлечения пассажиров.
Например, бюджетный авто Пежо-206 содержит 27 контроллеров фирмы NEC .
Современный автомобиль, как и любую компьютерную систему с точки зрения объекта управления, можно представить состоящим из множества аналоговых и цифровых датчиков, набора исполнительных устройств и механизмов. На рис . представлены основные узлы автомобиля, для управления которыми используются автомобильные компьютеры.
Рис. Основные узлы автомобиля, управляемые компьютерами
Например, модель BMV745 использует такой микропроцессор, какPentium4.
Рис. Разрядность встраиваемых микроконтроллеров
Примеры используемых ОС во встраиваемых контроллерах. Наиболее популярным выбором является готовая коммерческая операционная система. В обзоре коммерческих операционных систем в последние годы системаMSEmbedded имела самую большую долю рынка, как видно из рисунка.
Рис. Операционные системы встраиваемых микроконтроллеров
На следующем рис. показаны распространенные языки программирования для разработки встроенных систем и,как видно, семейство языков С используется в большинстве разработок. Как видно из диаграммы находит также использование язык ассемблера для некоторых разработок.
Рис. Языки программирования встроенных микроконтроллеров
Краткая история развития микропроцессорных систем
1970 – Intel4004 - первый 4-битный МП;
1972 – Intel8008 - 8-ми битный;
1973 – Intel 8080 K580 (СССР) - аналог I8080;
Intel8085 - помимоCPUбыли таймеры, контроллер прерываний и пр.;
1976 – Intel 8048 - первый контроллер;
1978 – Intel 8051 - MCS 51 (Micro Computer System)
Середина 90-х – семейства: Intel151 иIntel251 – 8 битные, но адресуемая память: 2 20 и 2 24 .
1976 – I8086/I8088 (PCXT - IBM), К1816 (СССР) –аналог I8086.
EC1840 –CCCP–PCXT
1995 – (embedded) – разработаны однокристальные МК архитектуры Х86: 16- и 32-битные.
Основные требования к контроллерам
Коммерческие : 0 … + 70 0 С;
Расширенные : -40 … +85 0 С;
Военные : -55 … +155 0 С;
Низкая стоимость;
Высокая надежность;
Высокая степень миниатюризации;
Малое энергопотребление;
Работоспособность в различных температурных диапазонах в зависимости от применения:
Достаточная производительность для выполнения наборов функций
Архитектурные признаки контроллеров
Гарвардская архитектура (раздельная память для хранения данных (RAM) – энергозависимая и программ (ПЗУ) – энергонезависимая, сейчас популярнаflash;
Интеграция в одном кристалле всех модулей, необходимых для управляющей ЭВМ;
По разрядности контроллеры бывают:
Четырехразрядные- самые простые и дешевые;
Восьмиразрядные – наиболее многочисленное семейство(оптимальное соотношение цены и возможностей) MCS51
Шестнадцатиразрядные iMCS96 ,i80186(88) и другие, более производительные и дорогие.
32-разрядные – это обычно модификации универсальных МП, например i386, 486 и другие
64-х битные (обработка видео)
8-разрядные МК имеют очень широкое применение в различных АСУТП по следующим причинам:
Основная область применения 8-разрядных МК – устройства интеллектуального управления промышленной автоматики и бытовой аппаратуры. В данных применениях не требуется высокоразрядной арифметической обработки, большой процент логических преобразований, не требуется высокого быстродействия в жестких условиях реального времени. Таким образом, 8-битовые МК имеют свою нишу и в настоящее время широко используются промышленные контроллеры, называемые ПЛК .
Много новых применений, где МП ранее не использовалась, но МК не так заметны широкому кругу потребителей продукции, как ПК, так как они с ним не сталкиваются напрямую
МК также характеризуются двумя видами архитектуры: закрытой и открытой, Закрытая архитектура характеризуется отсутствием линий магистралей данных и адреса на внешних выводах корпуса МК, т.е.внешнее наращивание памяти программ, данных и портов не предполагается.
Режимы работы периферийных модулей контроллера настраиваются программно посредством регистров специальных функций этих модулей (таймеры, КП, АЦП, адаптеры параллельные и последовательные и др.
Режимы работы периферийных модулей современных контроллеров, их конфигурация настраиваются программно посредством загрузки кодов настройки в специальные регистры управления (SFR – special function register ).
Повышение производительности МК в рамках требуемой необходимости ведется в таких направлениях как:
Развитие архитектуры ЦПУ МК, например RISC-архитектура
Повышение тактовой частоты
Специализация команд и периферийных модулей МК
Повышение надежности
Переход на на более низкие уровни напряжения и новые технологии и др.
Широко известными фирмами-производителями МК являются Motorola,Microchip,Philips,Atmel,Simensи,Intel, др. И что очень важно – все это является теперь доступным российским разработчикам систем, примером является присутствие в нашем ВУЗе некоторых из ведущих мировых фирм(Motorola,Philipsи др.) Естественно из-за этого есть и проблемы: что выбрать?
MCS 51 является популярным семейством и ряд фирм выпускают клоны:
