6.1 ECU硬件／软件架构介绍
ECU最初指的是Engine Control Unit，即引擎控制单元，特指电喷引擎的电子控制系统。但是随着汽车电子的迅速发展，ECU的定义也发生了巨大的变化，现在大多数指Electronic Control Unit，即电子控制单元（有时也被简称为电控单元），泛指汽车上所有电子控制系统，可以是转向ECU，也可以是调速ECU、空调ECU等。
一个ECU主要由硬件和软件两大部分组成。硬件主要负责采集输入信号、输出控制信号、通信接口控制等。软件主要是基于嵌入式系统对输入信号进行运算，并将运算结果转换为控制信号输出。随着嵌入式开发技术的快速发展和汽车电子自动化程度越来越高，ECU的硬件软件架构越来越复杂，功能也越来越强大。
6.1.1 硬件架构
简单来说，ECU硬件架构主要由微处理器（Microcontroller Unit, MCU）和外围电路组成。ECU的核心部件主要是MCU，根据ECU不同的功能需求，可以选用不同型号的MCU。随着微电子技术的高速发展，MCU的运算能力越来越强大，功能也越来越复杂。过去微处理器多数是8位和16位，现在主流芯片都是16位或32位，甚至64位的。而汽车电子级的MCU比消费类电子的MCU有着更高的可靠性和安全性要求。
下面以瑞萨（Renesas）公司的一款汽车级主流芯片V850系列（32位MCU）为例进行介绍。
（1）高性能：最高可达到200MHz工作频率，432MIPS高速指令执行速度。
（2）高可靠性／高安全性：市场不良率1ppm以下；有效工作温度范围？40～125℃。
（3）低功耗：功耗比一般32位MCU节省60%，最低功耗仅为12mA。
（4）多路PWM输出：16位。
（5）模拟输入输出I/O口：16位／10位／8位的A/D转换器；8位D/A 2通道。
（6）存储类外设：支持Flash、SRAM甚至SDRAM；支持4个DMA通道，实现数据直接传输。
（7）计数器类外设：16位计时器、看门狗计时器和RTC计时器。
（8）通信类外设：支持CSI、UART、LIN、CAN、I2C和USB等。
（9）特殊功能支持：V850E/Dx3系列提供了仪表控制的步进电机的驱动、声音发生器和LCD总线等。
在ECU的硬件架构中，MCU是“心脏”，但也仍然需要其他处理模块和外围电路组成整个“躯干”。图6.1简单概括了某车载导航的硬件架构，描述了该ECU的主要输入输出，以及可能需要设计的外围电路。
图6.1 典型的汽车导航的硬件架构
车载导航属于功能比较复杂的电子系统，因此它的硬件架构也较为复杂。但对于功能单一的ECU，其硬件架构的复杂度也就相对简单。图6.2为空调控制器（HVAC）硬件系统的一个典型的解决方案，可以看到其只包括开关面板、温度等模拟输入模块、电源处理模块以及网络通信模块。
图6.2 空调硬件架构
6.1.2 软件架构
同样地，对于软件架构，不同的ECU，功能复杂程度不一样，软件系统需要处理的信号、算法差异也很大。复杂ECU的系统如车载导航，需要使用Linux/Android等操作系统来处理很多复杂任务。图6.3概述了一个ECU的基本的软件架构。
图6.3 ECU基本的软件架构
不管从硬件架构还是软件架构的角度，不管是功能复杂的还是功能单一的ECU，标准网络通信模块已经成为现代汽车系统中不可或缺的部分。正因为这样，车载网络以及基于车载网络的诊断的开发和测试技术，在现代汽车电子设计开发中具有广泛的应用空间。