ST 的“恒星”MCU 旨在推動(dòng)下一代電動(dòng)汽車(chē)的 E/E 架構(gòu)

意法半導(dǎo)體 (ST) 的新型微控制器單元 (MCU) 旨在優(yōu)化集中式電動(dòng)汽車(chē) (EV) 電子和電氣 (E/E) 架構(gòu)。

汽車(chē)的電氣化正在創(chuàng)造對(duì)新的、更專(zhuān)業(yè)的 MCU 的需求，這些 MCU 針對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的需求進(jìn)行了優(yōu)化。隨著該領(lǐng)域的發(fā)展和新的電子架構(gòu)越來(lái)越受歡迎，這一挑戰(zhàn)變得越來(lái)越困難。

E/E 架構(gòu)演進(jìn)概述。圖片由瑞薩電子提供

本周，意法半導(dǎo)體在其基于 Arm 的 Stellar 系列中發(fā)布了新的 MCU，專(zhuān)為使用集中式架構(gòu)的電動(dòng)汽車(chē)而設(shè)計(jì)。

在本文中，我們將討論流行的 EV 電子架構(gòu)，并深入探討 ST 的新產(chǎn)品。

從歷史上看，車(chē)輛傾向于采用多個(gè)電子控制單元 (ECU)，這些電子控制單元 (ECU) 是用于控制電氣子系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)，大多相互獨(dú)立。

這些類(lèi)型的系統(tǒng)被稱(chēng)為扁平架構(gòu)。

扁平的架構(gòu)。圖片由GuardKnox提供

隨著車(chē)輛變得更加智能、傳感器和電氣化程度的提高，扁平架構(gòu)不再可行。

工程師不僅需要更多的計(jì)算資源來(lái)處理傳感器數(shù)據(jù)，而且為了制造更智能的車(chē)輛，工程師還需要不同的電氣子系統(tǒng)變得更加互聯(lián)。

最流行的方法是域架構(gòu)。

域架構(gòu)用于將共享相同功能的 ECU 整合到一個(gè)域控制器或網(wǎng)關(guān)下。

例如，域架構(gòu)將整合用于動(dòng)力系統(tǒng)等應(yīng)用的 ECU，將其與高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng) (ADAS) 等應(yīng)用分開(kāi)。

域架構(gòu)。圖片由GuardKnox提供

雖然這種架構(gòu)適用于傳感器和計(jì)算在空間上是本地的系統(tǒng)，但當(dāng)它們彼此相距很遠(yuǎn)時(shí)它是不可行的，就像當(dāng)今配備先進(jìn) ADAS 系統(tǒng)的汽車(chē)一樣。

這導(dǎo)致了下一個(gè)架構(gòu)類(lèi)型：區(qū)域。

工程師創(chuàng)建了區(qū)域架構(gòu)，以解決采用域架構(gòu)的汽車(chē)在布線和系統(tǒng)復(fù)雜性方面面臨的挑戰(zhàn)。

區(qū)域架構(gòu)的一個(gè)例子。圖片由德州儀器提供

在區(qū)域架構(gòu)中，空間本地的 ECU 被整合在一個(gè)共享域控制器下。這種架構(gòu)有利于顯著減少布線、重量和布線復(fù)雜性。

另一方面，這必須通過(guò)增加的軟件復(fù)雜性來(lái)彌補(bǔ)?？刂破鞅仨毮軌蚬芾砗蛥^(qū)分不同應(yīng)用程序 ECU 的流量。出于這個(gè)原因，區(qū)域架構(gòu)有時(shí)被稱(chēng)為“軟件定義的電動(dòng)汽車(chē)”。

總體而言，區(qū)域架構(gòu)已被證明對(duì)于未來(lái)的 EV、ADAS 和 AV 開(kāi)發(fā)更具可擴(kuò)展性。

為了保持區(qū)域架構(gòu)相關(guān)解決方案的發(fā)展勢(shì)頭，意法半導(dǎo)體發(fā)布了新的Stellar E MCU，這是一種專(zhuān)為軟件定義電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)化的新產(chǎn)品。

新的 MCU 圍繞 32 位、300 MHz Arm Cortex-M7 內(nèi)核構(gòu)建，每個(gè)內(nèi)核具有高達(dá) 2 MB 的片上閃存和高達(dá) 16 KB 的緩存。

新的 MCU 是Stellar 系列的擴(kuò)展，旨在成為強(qiáng)大的集中式域和區(qū)域控制器，以簡(jiǎn)化區(qū)域架構(gòu)汽車(chē)的設(shè)計(jì)和可擴(kuò)展性。

因此，MCU 包括 CAN、UART、SPI、I2C 接口以及幾種低功耗睡眠模式。

最重要的是，新的 MCU 旨在輕松控制寬帶隙電力電子設(shè)備，例如碳化硅，這些電子設(shè)備已成為電動(dòng)汽車(chē)高效電力轉(zhuǎn)換的支柱。

為此，Stellar E MCU 在片上集成了高速控制回路處理，允許單個(gè) MCU 控制整個(gè)電源模塊。

總之，這些已達(dá)到 ASIL-D 等級(jí)的 MCU 可以控制多個(gè)電源轉(zhuǎn)換器，同時(shí)還可以用作軟件定義 EV 的域或區(qū)域控制器。

最后要呼吁一下國(guó)內(nèi)的MCU廠商，要跟上?。?！不然后面的電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)又又又要被國(guó)外MCU廠商瓜分了。