KCU 車両制御ユニット: KCU GEN1 および KCU GEN2 仕様

まとめ

KCU は、KopherBit によって開発された車両制御ユニット (VCU) です。KCU GEN1 は、NXP MPC5744P (200 MHz) と NXP S32K118 安全プロセッサを採用し、CAN 2.0B x 4、LIN x 1、アナログ 15、デジタル 44、周波数 4 入力、および高/低ドライブ出力 28 を提供し、一般的な車両制御アプリケーションに適しています。KCU GEN2 は Infineon TC387QP (300 MHz) にアップグレードされ、メモリは 10 MB フラッシュ / 1.5 MB RAM に拡張され、CAN FD と 1×イーサネットが追加され、EDR (イベント データ レコーダー) と EVCC (電気自動車通信コントローラー) 充電通信機能がオプションとなり、電気自動車以上の統合ニーズをロックします。帯域幅。

技術的な役割

KCU は、車両 E/E アーキテクチャで ユニバーサル車両コントローラー の役割を果たします。センサーの読み取り、アクチュエーターの制御、CAN/LIN を介した他の ECU とのデータ交換、および AUTOSAR アプリケーション層 SWC の実行を担当します。GEN1 は、従来の燃料車両と一般的な電子制御のニーズに対応します。 GEN2 はさらに、CAN FD およびイーサネット高帯域幅通信をサポートし、EV 車両またはサブシステム コントローラーとして使用できるオプションの EVCC モジュールを介した ISO 15118 V2G 充電通信をカバーします。

どちらの世代も、KopherBit の KopherSAR 基本ソフトウェア、KopherConfig 構成ツール、KopherBoot ブートローダー、および KopherUDS とともにプログラミング、診断、調整に使用でき、AUTOSAR クラシック アプリケーション開発プロセスを実装できます。

建築

改造	キャラクター
メイン MCU	アプリケーション層 SWC、AUTOSAR RTE、車両制御ロジックを実行します。GEN1: NXP MPC5744P; GEN2: インフィニオン TC387QP。
セーフティマイコン	GEN1 専用: NXP S32K118、独立した安全プロセッサー、安全機能と一般機能を分離します。GEN2 は安全機構を TC387QP に統合します。
パワードメイン	9 ～ 36 V の幅広い入力、5 V のセンサー電源 (GEN1: グループ 5、GEN2: グループ 4) および内部 MCU を供給します。
アナログ/デジタル/周波数入力	車両センサーに接続された信号調整および保護回路。
ハイサイド/ローサイドドライバー	リレー、モーター、ランプ、その他のアクチュエーターを駆動します。一部のチャネルは PWM をサポートします。
コミュニケーション	CAN / CAN FD / LIN / Ethernet (GEN2 のみ)、車両ネットワーク、診断ツール、および外部モジュールに接続します。
オプションモジュール (GEN2)	EDR イベントデータ記録、EVCC 充電通信;フェーズ B 設計のオプション機能として。
ブートローダー / キャリブレーション	UDS プログラミング、XCP の測定および校正。

主要な機能

• 9 ～ 36 V の幅広い電圧入力、12 V / 24 V モデルと互換性があります。
• マルチチャンネル入力: アナログ、デジタル (MSDI)、および周波数入力が共存し、一般的な車両センサー タイプをカバーします。
• 高/低駆動出力。一部のチャネルには PWM があり、アクチュエータ負荷を直接駆動できます。
• AUTOSAR Classic ソフトウェアは、SWC、ARXML、および信号マトリックス構成用の KopherSAR および KopherConfig と互換性があります。
• UDS ブートローダーは OTA/オフライン プログラミングをサポートします。 XCP はリアルタイムの校正と測定をサポートします。
• 工業グレードの幅広い温度動作 -40 ℃ ～ +85 ℃、IP6K7 / IP6K9K 保護、ISO 16750、ISO 7637、CISPR 25 に準拠。
• GEN2 は、CAN FD、イーサネット、およびオプションの EDR、EVCC (ISO 15118 V2G) をさらに提供します。

KCU GEN1 と KCU GEN2 の仕様比較

プロジェクト	KCU GEN1	KCU GEN2 (フェーズ B)
メインプロセッサ	NXP MPC5744P	インフィニオン TC387QP
セーフティプロセッサ	NXP S32K118 (スタンドアロン)	TC387QP に統合
CPUクロック	200MHz	300MHz
メモリ	フラッシュ 2.5 MB / RAM 384 KB	フラッシュ 10 MB / RAM 1.5 MB
供給電圧	DC9～36V	DC9～36V
センサー電源 (5 V)	5セット	4セット
アナログ入力	15	20
デジタル入力 (MSDI)	44	22
周波数入力	4	4
ローサイドドライバー	18 (4×PWMを含む)	28 (PWM)
ハイサイドドライバー	10 (3×PWMを含む)	6 (PWM)
できる	4×CAN 2.0B (3 ユーザー + 1 デバッグ)	4×CAN 2.0B / FD
林	1×LINマスター	1×LINマスター
イーサネット	なし	1×イーサリアム
オプションモジュール	—	EDR、EVCC (オプション)
コネクタ	タイコ エレクトロニクス 121 ピン	モレックス 112 ピン
機構（サイズ）	141.8×175.3×37mm	141.8 × 175.3 × 37 mm (未定)
重量 (重量)	756.4g	800g (未定)
ハウジング材料	アルミニウム合金 383 (ADC12)	アルミニウム合金 383 (ADC12)
動作温度	-40℃～+85℃	-40℃～+85℃（未定）
保管温度	-40℃～+85℃	-40℃～+85℃（未定）
保護レベル	IP6K7、IP6K9K	IP6K7、IP6K9K (未定)
規制遵守	ISO 16750、ISO 7637、CISPR 25	ISO 16750、ISO 7637、CISPR 25 (未定)
湿度	0 ～ 95 % 結露なし	0 ～ 95 % 結露なし (TBD)
ブートローダー	UDS	UDS
校正

(TBD) とマークされているフィールドは、KCU Gen2 PhaseB テクニカル リファレンスの内部仕様ページに基づいています。公式の量産仕様は、その後のリリース バージョンにも引き続き適用されます。

必要なエンジニアリング入力

クライアントが入力を提供します	目的
信号行列 (DBC / ARXML)	CAN / CAN FD / LIN 通信マトリックスを定義し、COM および PduR 構成を生成します。
I/Oマッピングテーブル	実際のセンサーとアクチュエーターを KCU ピン、AI/DI/FI チャネルにマッピングします。
DTC リスト + DID リスト	DEM / DCM に接続するための UDS 診断コードとデータ識別コードを設定します。
安全目標 / TARA / HARA	GEN1 がセキュリティ機能を S32K118 に切り替える必要があるかどうかを評価します。 GEN2 は、セキュリティ パーティションと監視戦略を評価します。
ブートローダーのプロセス要件	クライアント書き込みツール、診断サービス スコープ (SecurityAccess など)、Flash セクションの構成。
EVCC / EDR 要件 (GEN2 のみ)	V2G、ISO 15118-2/-20対応プロトコル、またはイベント記録ストレージスケールを使用するかどうかを確認します。

KopherBit がこれをサポートする方法

• ハードウェア: KCU GEN1 / GEN2 量産レベル コントローラー、ピン定義は顧客の BOM および組織の要件に応じて調整できます。
• 基本ソフトウェア: KopherSAR (AUTOSAR Classic BSW)、内蔵 CAN/CAN FD/LIN/Eth 通信スタック、診断サービス、および NM ネットワーク管理。
• 設定ツール: SWC、信号マトリックス、BSW 設定用の KopherConfig。 Kopher SWC Designer / モデリングを加速するネットワーク デザイナー。
• Bootloader / 診断：KopherBoot は UDS-based Bootloader、KopherUDS は ECU-side 診断サービスを提供し、KITE ツールで外部検証と書き込みを行えます。
• 充電通信 (GEN2 EVCC オプション): KopherV2G は、ISO 15118-2/-20、SDP、TLS、EXI ソフトウェア スタッキングを提供します。
• 検証: KCU Gen2 テストベンチと、PLC ファームウェア ツールや充電プラグ ロック テストなどの内部テスト フレームワークは、お客様がシステム統合検証を完了するのを支援します。

よくある質問

KCU GEN1 と KCU GEN2 のどちらを選択すればよいですか?

アプリケーションが主に従来の CAN 通信、固定数の ECU に基づいており、イーサネットまたは V2G 充電通信を必要としない場合は、KCU GEN1 で十分に対応できます。 CAN FD 高帯域幅通信、イーサネット中央接続、EV 充電通信 (ISO 15118)、または将来の機能拡張をサポートするためにより大きなメモリが必要な場合は、KCU GEN2 を選択することをお勧めします。

KCU は AUTOSAR Classic をサポートしますか?

はい。KCU の両方の世代は、KopherSAR (KopherBit 独自の AUTOSAR Classic BSW) と統合されており、RTE、COM、PduR、CanIf、UDS およびその他のモジュールを提供し、KopherConfig を通じて構成できます。

KCU GEN1 なぜ 2 つの MCU が必要なのでしょうか?

KCU GEN1 は、独立した NXP S32K118 によってセキュリティ機能を処理し、MPC5744P メイン アプリケーション MCU から分離するため、相互干渉のリスクを軽減できます。KCU GEN2 は Infineon TC387QP を採用し、同じ MCU 上にセキュリティ パーティションを統合し、マルチコアおよびロックステップ ハードウェア メカニズムを使用して機能安全戦略をサポートします。

KCU GEN2 の EVCC および EDR 機能は組み込まれていますか?

どちらもフェーズ B デザインのオプション モジュールです。EVCC は電気自動車の充電通信に使用されます (DC/AC、顧客の選択 ISO 15118-2 / -20 に応じて)。 EDRはイベントデータの記録に使用されます。お客様のニーズに応じて、インポート中にオプションで有効にする必要があります。

どのような診断および校正サポートを提供できますか?

KCU のどちらの世代も、UDS ブートローダー (ISO 14229) と XCP キャリブレーション (ASAM XCP) をサポートしています。ECU プログラミング、DTC 読み取り、測定および校正プロセスは、KopherUDS および XCP ツールを通じて実行できます。

KCU の労働環境条件は何ですか?

動作温度 -40 ℃ ～ +85 ℃、保管温度 -40 ℃ ～ +85 ℃;保護等級 IP6K7 / IP6K9K。 ISO 16750 (車両環境条件)、ISO 7637 (電気的干渉)、CISPR 25 (車両 EMC) に準拠。湿度 0 ～ 95 %、結露しないこと。GEN2 の最終量産仕様は現在 KCU Gen2 PhaseB 仕様に基づいており、正式な量産バージョンはその後のリリースの対象となります。