意法半導(dǎo)體新款MCU推動(dòng)電動(dòng)汽車進(jìn)程，為軟件定義電動(dòng)汽車助力

-   Stellar E系列電動(dòng)汽車專用微控制器，促進(jìn)集中式電氣架構(gòu)發(fā)展

-   簡(jiǎn)化車載充電機(jī)高能效功率模塊和數(shù)字化功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)設(shè)計(jì)

服務(wù)多重電子應(yīng)用領(lǐng)域、全球排名前列的半導(dǎo)體公司意法半導(dǎo)體(STMicroelectronics，簡(jiǎn)稱ST) 近日推出新款車規(guī)級(jí)微控制器 (MCU)。新產(chǎn)品針對(duì)電動(dòng)汽車和汽車集中式(區(qū)/域)電氣架構(gòu)優(yōu)化了性能，有助于降低電動(dòng)汽車成本，延長(zhǎng)續(xù)航里程，加快充電速度。

在當(dāng)今的電動(dòng)汽車中，選擇搭載SiC（碳化硅）高能效功率模塊，可以最大限度延長(zhǎng)行駛里程，加快充電速度。而在此前，想要控制先進(jìn)的 SiC 功率半導(dǎo)體，電動(dòng)汽車還需要一個(gè)專用的高速信號(hào)處理器。ST的Stellar E MCU專為下一代軟件定義電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，在芯片上集成了高速控制回路處理電路?，F(xiàn)在，只用一個(gè)MCU就能控制整個(gè)功率模塊，從而簡(jiǎn)化了模塊設(shè)計(jì)，節(jié)省了成本，也更容易達(dá)到汽車安全標(biāo)準(zhǔn)。

這款新MCU是ST基于Arm^?內(nèi)核的Stellar微控制器產(chǎn)品家族的延伸，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中即將汽車作為目標(biāo)平臺(tái)，從零開(kāi)始設(shè)計(jì)。作為功能強(qiáng)大的集中式區(qū)域控制器，該系列簡(jiǎn)化了汽車電氣架構(gòu)，能夠提高功率、設(shè)計(jì)靈活性和安全性。目前，Stellar產(chǎn)品家族包括用于提高集成度和開(kāi)發(fā)車輛控制器的Stellar P系列和用于開(kāi)發(fā)車身控制應(yīng)用的 Stellar G系列。Stellar產(chǎn)品家族架構(gòu)集成了多個(gè) Arm Cortex處理器內(nèi)核，這些內(nèi)核可以提供高處理性能和配置鎖步冗余的機(jī)會(huì)，并支持實(shí)時(shí)硬件虛擬化。Stellar全系產(chǎn)品都可以通過(guò)安全無(wú)線 (OTA) 更新功能升級(jí)軟件。

意法半導(dǎo)體汽車和分立產(chǎn)品部副總裁、戰(zhàn)略性業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)和汽車處理器及射頻產(chǎn)品總經(jīng)理 Luca Rodeschini表示：“我們的 Stellar MCU可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)，同時(shí)確保電源管理具有很高的能效，為車輛生命周期管理帶來(lái)軟件定義的靈活性。有了新的 Stellar E系產(chǎn)品加入，現(xiàn)在Stellar產(chǎn)品平臺(tái)可以為電動(dòng)汽車創(chuàng)造新的價(jià)值鏈。感知環(huán)境、控制車輛動(dòng)態(tài)、提高功率轉(zhuǎn)換效率，以及安全管理大電流功率級(jí)，這些功能都可以在一顆芯片上有效處理。安全無(wú)線更新軟件功能使車企能夠改進(jìn)他們的控制策略，提高汽車的行駛里程、性能和能效。”

Stellar E 系列首款產(chǎn)品Stellar SR5E1是為電動(dòng)汽車車載充電器 (OBC) 和通用 DC/DC 轉(zhuǎn)換器優(yōu)化設(shè)計(jì)，現(xiàn)已向主要客戶提供樣品，計(jì)劃2023 年開(kāi)始量產(chǎn)。

編者注：向軟件定義汽車過(guò)渡

軟件定義汽車指的是將汽車變成一個(gè)軟件平臺(tái)，在一個(gè)硬件框架內(nèi)集成由原生軟件和可無(wú)線下載的應(yīng)用程序組成的軟件生態(tài)系統(tǒng)，讓汽車廠商能夠不斷改進(jìn)功能、更新安全性，并提供創(chuàng)新服務(wù)。軟件升級(jí)能力和硬件集成度對(duì)電動(dòng)汽車提高車輛的能效，延長(zhǎng)行駛里程尤為重要。

技術(shù)詳情

在采用碳化硅 (SiC) 功率晶體管和二極管后，電動(dòng)汽車上的大功率應(yīng)用，即車載充電機(jī)、電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)和各種 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的能效和可靠性獲得巨大提升，在明顯高于普通硅功率半導(dǎo)體的開(kāi)關(guān)頻率下，能效和可靠性實(shí)現(xiàn)大升幅度提升。

當(dāng)今市場(chǎng)上普通車規(guī) MCU執(zhí)行充電控制算法的速度無(wú)法支持碳化硅功率晶體管更高的開(kāi)關(guān)頻率，因此，還需額外增加一個(gè) DSP芯片來(lái)專門處理控制回路，但是，使用DSP處理器需要單獨(dú)寫代碼，這不可避免增加了用傳統(tǒng) MCU 實(shí)現(xiàn)控制模塊的物料清單成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜性，導(dǎo)致控制模塊的成本、尺寸和功耗增加。

Stellar E (Stellar電動(dòng)汽車MCU)是一系列可在同一顆芯片上執(zhí)行高速控制回路處理和通用控制運(yùn)算的車規(guī)MCU，可以簡(jiǎn)化功率模塊設(shè)計(jì)，精簡(jiǎn)物料清單，有利于功率模塊向基于SiC的高效解決方案過(guò)渡，從而實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的行駛里程和更快的充電速度。

利用片上集成的高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)、高精度脈寬調(diào)制 (PWM) 控制器和快速動(dòng)作保護(hù)電路等特性，這些 MCU 可以控制多個(gè)功率轉(zhuǎn)換器。

此外，Stellar E 系列支持先進(jìn)的汽車功能性安全標(biāo)準(zhǔn) (ISO 26262 ASIL-D)、數(shù)據(jù)安全功能(HSM)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件互操作性（通過(guò) Autosar 4.3.x），以及軟件安全無(wú)線更新功能。采用Stellar家族設(shè)計(jì)可帶來(lái)更多的優(yōu)勢(shì)，包括廣泛的軟件開(kāi)發(fā)工具鏈，以及家族通用的控制與執(zhí)行生態(tài)系統(tǒng)。