爱游戏-下一代汽车微控制器：意法半导体技术解析

[导读]意法半导体（ST）深耕汽车市场已有30余年的汗青，其产物息争决方案笼盖通俗车辆的年夜大都利用系统。跟着市场的成长，意法半导体的产物也在不竭进级改良，此中的主要产物汽车微节制器（MCU）也不破例。 意法半导体（ST）深耕汽车市场已有30余年的汗青，其产物息争决方案笼盖通俗车辆的年夜大都利用系统。跟着市场的成长，意法半导体的产物也在不竭进级改良，此中的主要产物汽车微节制器（MCU）也不破例。 ST率先推出了嵌入式非易掉性存储器（eNVM），并经由过程ST10引领市场，随后推出了基在PowerPC架构的SPC5系列汽车微节制器，在汽车范畴出货量跨越十亿个MCU。来自STM8系列的高性价比汽车节制器弥补了这一产物线。 ST的Stellar产物家族Stellar产物家族是意法半导体今朝最新一代基在Arm的汽车微节制器，是意法半导首个凹凸端产物全笼盖的汽车MCU产物组合。这些进步前辈的微节制器下降了开辟复杂性，确保利用的平安性和靠得住性，让下一代车辆架构和功能具有更佳的机能和能效。客户可以受益在更短的开辟时候，并专注在为他们的软件界说汽车（SDV）带来立异和差别化，以应对剧烈的市场竞争。是以，Stellar产物在亚洲和欧洲客户中的存眷度不竭晋升。 Stellar是业内涵eFlash以后推出的首个嵌入式非易掉性存储器手艺，是市场上今朝最成熟、最小的汽车级存储单位解决方案的代表。Stellar产物家族合适汽车电动化利用，包罗X-in-1高集成度车辆机电节制计较机、新型车辆架构，和用在ADAS、区域节制和车身集成等平安要害子系统的平安MCU。 它经由过程将多种功能平安地集成到单一装备中，并答应在车辆中延续集成新功能，周全撑持汽车转型。这一切离不开要害手艺，包罗准确选择处置器焦点手艺、虚拟化、以太网撑持和嵌入在汽车MCU中的冲破性内存手艺。对面对利用存储器巨细挑战的客户来讲，该手艺是一个倾覆性的改变。 Stellar MCU搭载Arm Cortex -R52+处置器手艺。这款高机能处置器撑持及时虚拟化，合用在及时节制的平安系统，可以或许在互不干扰的环境下同时运行多个利用。该微节制用具有完全可编程的辅助焦点，可以加速履行特定的功能，例如，路由、低功耗治理和数字滤波，同时减轻主焦点的计较量。 “跟着驾驶体验在AI和软件界说汽车时期的不竭演化，晋升汽车功能性平安、矫捷性和及时机能相当主要，”Arm汽车营业线高级副总裁兼总司理Dipti Vachani暗示，“基在Arm构建的Stellar微节制器系列操纵Arm计较平台的进步前辈平安性和及时功能，和普遍的Arm软件生态系统，让汽车制造商可以或许在遵照严酷平安律例的同时，实现立异功能，在汽车范畴连结领先地位。” Stellar微节制器让汽车厂商可以或许在车辆上引入以太网功能，是意法半导体首个嵌入以太网互换机的MCU。以太网手艺可以提高数据互换的能效和矫捷性，撑持千兆吞吐量需求，并供给更高程度的平安性。经由过程撑持各类车载通讯拓扑布局，例如，以太网环，这款汽车微节制器实现了将整车布线电缆长度和制造本钱下降一半的许诺。 相变存储器将从头界说车辆软件的可能性 Stellar微节制器操纵嵌入式相变存储器（PCM）手艺和其矫捷性，完全改变了软件更新无线下载（OTA）体验。在汽车行业中，OTA对在不拆卸硬件的环境下添加新功能和平安补钉相当主要。但是，这类矫捷性凡是需要细心斟酌将来的存储容量需求，由于无线更新可能致使本钱增添和产物计划复杂化。 意法半导体立异的PCM不是通俗的存储器。它不但是业内今朝最小的汽车MCU存储单位，仍是汽车范畴首个首创性的手艺冲破，从头界说了车辆软件可以实现哪些功能。意法半导体的PCM立异手艺将存储器处置数据的能力提高了一个档次，这不但关乎存储器的读写机能，它更是一种具有前瞻性的解决方案，为汽车范畴带来了顺应能力和持久价值，让终端开辟者可以或许不竭改良和进级汽车功能。 跟着车辆愈来愈具有软件界说功能，引入新功能和改良功能的能力变得相当主要。PCM的冲破性手艺撑持向更具顺应性、面向将来的汽车转型，跟着汽车功能不竭改良，PCM为汽车厂商带来新的体例来优化体验。 另外，PCM还供给了不中断OTA更新的撑持能力。PCM可以平安存储软件更新，不会影响车辆当前操作。得益在并行读写能力，新软件的下载不会干扰当前在MCU上运行的利用代码，从而确保更新进程继续利用汽车。 Stellar P系列用在集成多种功能，而Stellar G系列则用在实现软件界说汽车（SDV）的区域节制器，这两个系列都操纵了意法半导体内部开辟的eNVM存储器和28nm FD-SOI手艺，可以在较低的功耗时实现更高的频率，具有更强的耐辐射性。Stellar是首个取得功能平安认证的28nm产物，将在年末前投入出产。 Stellar产物家族还撑持日趋加强的X-in-1高集成度趋向，推动汽车从油车到电动车的决议性改变，增进更经济实惠的电动汽车成长。X-in-1动力总成解决方案将多个组件集成到一个单一ECU中，使制造商可以或许缔造高能效、紧凑、高性价比的汽车。 Stellar供给可扩大的X-in-1高集成度解决方案，从低集成到高集成度ECU，该微节制器可以集成愈来愈多的ECU。该解决方案经由过程供给强化的焦点、摹拟组件和I/O端口，撑持日趋复杂的X-in-1系统开辟。 欣旺达开创人王明旺暗示：“作为全球锂离子电池的龙头企业，欣旺达为全球汽车供给商供给不变靠得住的汽车电子系统解决方案。我们与意法半导体的新合作专注在操纵ST的进步前辈Stellar微节制器和专有出产工艺开辟解决方案，首要包罗电池治理系统和VDC/区域和车身节制功能。我们配合的方针是供给智能解决方案，改良中国和全球的下一代新能源汽车。” Stellar MCU的根本组件： Arm Cortex -R52+手艺：可以或许在互不干扰的环境下同时及时运行多个利用法式。 FD-SOI手艺：在较低的功耗下实现更高的频率，并加强抗辐射性。 新的，壮大的无线下载方式和真实的EEPROM功能。 一系列与以太网相干的常识产权（MAC、MACSec、互换机），可以或许撑持高容量数据传输，可实现分歧的车载通讯拓扑，下降车辆制造本钱。 完全可编程的辅助焦点：加快特定功能，例如，路由、低功耗治理和数字滤波，同时减轻主焦点的运算量。 STM32微节制器将进入汽车市场 作为汽车微节制器（MCU）计谋摆设扩年夜版的一部门，意法半导体将把通用STM32微节制器平台引入汽车行业。STM32平台因本钱优势、简洁性和靠得住性而广受承认。在增添汽车级质量和平安性后，STM32A将到达ASIL B尺度。从很是简单的功能到更复杂的单一使命，该平台可以处置各类边沿履行器利用，并且本钱实现了优化，特殊合适车辆系统中的机电节制利用，包罗车窗、后视镜和天窗等。 工业与汽车最好连系：迈向融会的将来 跟着时候的推移，工业软硬件平台和汽车软硬件平台的融会将连系二者的优势。汽车行业带来了壮大的平安专业常识，而工业范畴则成立在壮大的物联网和人工智能解决方案之上。将来融会将同享硬件手艺、焦点和一个配合的东西和软件撑持生态系统。这类融会将使客户可以或许在解决方案之间无缝过渡，供给简化和完全的可扩大性，从而更快地进行立异。 边沿AI手艺是ST看到的一个现有工业手艺利用到将来汽车行业的例子。神经加快器开辟东西闪开发人员可以或许在其利用中轻松实现AI，不受他们的数据学专业常识程度的限制，未来，神经加快器手艺和其相干东西将改良汽车系统。平安性是ST看到的另外一个工业与汽车手艺融会带来显著益处的利用范畴。在曩昔约10年中，意法半导体投资开辟微节制器、智能传感器和AI软件东西，以知足客户的需求并操纵好边沿AI的优势。 在汽车行业，虽然人工智能利用，除主动驾驶外，仍处在起步阶段，可是，有望优化系统、晋升能源效力息争决问题的利用正成为新兴趋向。例如，虚拟传感器可以丈量转子温度，猜测性保护可以确保车辆的靠得住性。跟着车辆中传感器数目的显著增添，把如斯多的传感器虚拟化，进一步晋升汽车机能，AI将在此中阐扬要害感化。平安性是ST看到另外一个工业与汽车融会带来显著益处的范畴。 将来汽车微节制器将基在今朝最早进和高能效的18nm工艺手艺。ST的进步前辈的汽车MCU手艺组合涵盖从40nm到28nm再到18nm的手艺，旨在优化产物机能和本钱。 IDM模式为客户带来的益处 作为一家半导体垂直整合制造商（IDM），意法半导体开辟半导体根本工艺手艺和焦点常识产权（IP），然后操纵这些半导体手艺和常识产权设计芯片，并在自营工场内或拜托合作火伴制造、测试和封装芯片。这类IDM模式为客户带来了多项优势： ■为知足客户在各个市场中的利用需求而设计和优化的流程。 ■ST自立开辟的针对特定功能和系统优化的IP模块。 ■ST的工艺、产物和运营团队可以或许合作无懈，优化制造工艺，改良要害机能和良率。 ■产能的节制能力，成立矫捷、靠得住的供给链。 这个模式对汽车客户特别主要。 在Stellar微节制器上整合FD-SOI与相变存储器（PCM）手艺，是证实垂直整合模式给客户带来的益处的一个典范。意法半导体是这两项手艺的要害开辟者之一，与合作火伴一路将其推向市场。意法半导体把握这两项手艺，并按照汽车利用需求优化手艺，这一手艺实力和定制能力培养了具有怪异优势的产物。意法半导体的PCM手艺缔造了业内今朝最小的物理存储单位，存储密度是其他产物的两倍。 得益在这类存储手艺的高能效、高靠得住性和抗辐射性，采取FD-SOI和嵌入式PCM设计的集成电路可以或许知足汽车利用今朝最严酷的要求。意法半导体的PCM手艺知足AEC-Q100零级汽车尺度要求，工作温度高达+165°C。该专利手艺撑持高温数据保留，包罗在焊接回流进程中保留数据，是以，固件可以在焊接前下载到芯片。 生态系统在转型中阐扬要害感化 这一市场进步前辈的手艺配有一个庞大的合作火伴生态系统，从开辟东西到具体的平安、保障和数据互换传输软件库，进一步加强了ST的产物组合的实力。这也将简化设计，帮忙客户向软件界说汽车的转型。 Green Hills Software开创人兼首席履行Dan O’Dowd暗示： “意法半导体与Green Hills Software合作无懈，为汽车原始装备制造商（OEM）和一级供给商（T1）供给立异的软硬件一体化解决方案，以应对在开辟下一代车辆区域架构中面对的愈来愈多的挑战。Green Hills的及时操作系统（RTOS）颠末出产验证和平安认证，该系统和开辟东西共同Stellar SR6独有的通讯IP，可以供给进步前辈的有容错功能的区域收集，可以或许显著下降每辆车的本钱，同时缩短上市时候。” Vector嵌入式软件和系统产物线总监Jochen Rein暗示： “我们的MICROSAR Classic嵌入式软件为客户供给平安靠得住的根基的 ECU（电子节制单位）软件。得益在与意法半导体多年的合作无懈，新推出的Stellar MCU已撑持我们的软件。经由过程将Stellar的进步前辈硬件与Vector的壮大软件集成，客户可以或许取得今朝最高程度的平安性和靠得住性，既合用在ADAS（高级驾驶辅助系统）利用，也能成功处置向软件界说汽车的转型。” 普华根本软件副总裁Luo Tong暗示：“普华根本软件是中国进步前辈的汽车操作系统开辟商，也是AUTOSAR在中国根本软件范畴的优良合作火伴。自2016年与意法半导体合作以来，普华根本软件已成为意法半导体在中国的MCAL代办署理。这个代办署理办事包罗多个微节制器，例如，SPC58/SPC56/STM8A，两边还将环绕新推出的Stellar产物家族进行更深切的计谋合作，将来，Stellar将撑持EasyXMen开源操作系统。” 东软睿驰NeuSAR CP产物中间主任王继鹏暗示：“东软睿驰的软件平台NeuSAR率先在国内量产 ‘AUTOSAR+中心件’全栈软件，普遍利用在下一代ADAS（高级驾驶辅助系统）、底盘、电源和车身节制系统。东软睿驰供给基在SPC5和Stellar E系列汽车微节制器的整体解决方案，包罗利用法式/根基软件、指导加载法式、刷新和仿真，将来将撑持新一代Stellar P和G系列。两边将配合尽力，缔造更高程度的汽车级软硬件整体解决方案，帮忙原始装备制造商（OEM）和一级供给商（Tier 1）供给高能效、个性化和差别化的功能，加快软件界说汽车（SDV）的立异。” 经由过程在分歧的产物维度之间构建配合的根本，专注打造稳健的汽车级质量，意法半导体为一个广漠的市场供给一个广而深的产物组合，“广度”是指涵盖从128KB到64MB的存储器，从单核到多核处置器和虚拟化，“深度”是指每一个系列都是为特定功能专门优化设计：Stellar P和G系列专注在高集成度利用，而STM32A将是高性价比利用的抱负选择，对准那些注重能效和简单的单核利用。 意法半导体的汽车微节制器开辟计谋结构扩大版专注在帮忙客户下降设计复杂性，提高能效，同时确保下一代汽车到达更高的平安尺度，涵盖汽车电动化、个性化、主动化和通讯毗连。

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