СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА №8/2014

ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ 47 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 8 2014 ДСА на магнитоуправляемых ИС Холла работают в широком диапазо- не температур (–40…+150 о С), устой- чивы к загрязнениям и обеспечивают регистрацию угловой скорости зубча- того ферромагнитного ротора в широ- ком диапазоне: от нуля до нескольких килогерц [3]. Хорошие результаты были получе- ны при замене ИС Холла на магнито- резистивные тонкоплёночные дат- чики и на градиометры. Эти датчики также соответствуют всем эксплуата- ционным требованиям по определе- нию скоростных режимов транспорт- ных средств, но их применение сопря- жено с использованием более дорогих материалов, а также с необходимо- стью изменения конструкции рото- ра. По этой причине именно датчики движения на магнитоуправляемых ИС Холла получили наиболее широ- кое распространение. Перевод системы тахографического контроля (всех её элементов) от анало- гового к цифровому исполнению пред- определил необходимое дополнение функционала ДСА «интеллектуальны- ми» свойствами. Хорошо освоенная КМОП-техно- логия позволяет интегрировать (да- же на основе не самых «экстремаль- ных» топологических норм) на одном кристалле схемы обработки сигнала, динамические фильтры, микрокон- троллер, реализующий алгоритмы информационной защиты, програм- мируемую память и EEPROM. Инте- гральные схемы, изготовленные по КМОП технологии, выполняющие обработку сигнала, криптографиче- ский мониторинг передачи данных, размещённые в металлическом корпу- се датчика движения вместе с магни- точувствительной ИС, способны функ- ционировать в широком температур- ном диапазоне, в жёстких условиях динамических механических напря- жений, повышенной вибраций, влаж- ности, загрязнённости и воздействия электромагнитных помех. На рисунке 5 представлена блок- схема типичного интеллектуально- го (цифрового) датчика движения (скорости) автомобиля, приведённая в европейских нормативных доку- ментах [2]. Базовая архитектура взаимодействия датчика скорости и бортового устрой- ства показана на рисунке 6, а структур- ная схема интеллектуального датчика – на рисунке 7. В основе цифрового датчика движе- ния лежит малопотребляющий высо- котемпературный микроконтроллер, который отвечает за реализацию про- токола интерфейса передачи данных согласно ISO 16844-3, в том числе аутен- тификацию и шифрацию данных по алгоритму TripleDES. Основные требования к микроконт- роллеру: ● высокопроизводительное (не менее 8разрядов) микропроцессорное ядро с тактовой частотой не менее 10 МГц; ● встроенный стабильный тактовый генератор; ● объём внутреннего перепрограмми- руемого ПЗУ не менее 8 Кбайт; ● объём внутреннего ОЗУ не менее 1 Кбайт; ● набор многофункциональных тай- мер-счётчиков; ● универсальный асинхронный приё- мопередатчик (UART); ● АЦП последовательного прибли- жения (не менее 10 разрядов), со встроенными источником опорно- го напряжения и термодатчиком; ● набор универсальных портов вво- да/вывода. В качестве магнитоэлектрического датчика используется интегральная Рис. 4. Формирование сигнала ДСА, выполненного на основе дифференциальной ИС Холла: 1 – зубчатый ферромагнитный ротор; 2 – обратно смещающий магнит; 3 – ИС Холла; D – воздушный зазор Рис. 5. Блок-схема типичного интеллектуального (цифрового) датчика движения (ЕСТР) Рис. 6. Базовая архитектура функционального взаимодействия датчика скорости и бортового устройства © СТА-ПРЕСС