在軟件定義汽車、智能化、電動化趨勢下,智能車控領域對于高性能、高可靠車規MCU芯片有了更高的需求。芯馳科技E3系列是面向最新一代電子電氣架構打造的智能車控產品,以完善的產品布局,覆蓋區域控制、車身控制、電驅、BMS電池管理、智能底盤、ADAS智能駕駛等核心應用領域,目前出貨量達數百萬片,已在近40款主流車型上量產。
? 在2024年4月北京國際汽車展覽會上,芯馳發布了面向新一代區域控制器(Zonal Controller Unit)的全系列協同解決方案。該系列產品家族全面覆蓋I/O豐富型ZCU芯片、控制融合型ZCU芯片和計算密集型ZCU芯片,分別面向車身控制、車身+底盤+動力跨域融合,以及超級動力域控等區域E/E架構中的核心應用場景。
01.新一代區域控制器協同解決方案產品價值
1.1 區域控制器產品價值
近年來,隨著整車電子電氣架構的變革不斷展開,區域控制器作為架構演進的核心組件,具備多重產品價值:
? 架構優化和成本降低 集中化管理:將傳統分散的ECU(電子控制單元)功能集成到少數區域控制器中,大幅減少整車線束長度(如特斯拉Model 3線束縮短至1.5公里,比傳統車型減少80%),降低物料成本和裝配復雜度。 輕量化與空間優化:減少線束和ECU數量可降低車身重量(對電動車續航提升顯著),同時釋放車內空間,提升設計靈活性。 ? 模塊化的可擴展性 跨車型平臺復用:支持模塊化設計,不同車型共享同一區域控制器架構,縮短研發周期,降低開發成本。 接口標準化:提供統一接口支持傳感器、執行器的即插即用,便于未來功能擴展(如新增自動駕駛傳感器或5G模塊) ? 智能化與OTA升級 軟件定義汽車(SDV)基礎:集中式數據處理能力支持復雜算法(如自動駕駛決策),并為OTA升級提供統一入口,用戶可遠程獲取新功能(如特斯拉通過OTA提升續航)。 數據整合與AI應用:集中采集車輛數據,賦能智能診斷、預測性維護及用戶行為分析,挖掘數據增值潛力。 ? 可靠性提升與功能安全 減少通信延遲:區域控制器作為本地樞紐,縮短與執行器/傳感器的通信距離,提升響應實時性(如剎車系統響應速度)。 冗余設計:支持電源和通信冗余(如以太網環網架構),符合ISO 26262功能安全要求,降低單點故障風險。 ? 能源管理優化 智能配電:集成智能熔斷和電源管理功能,動態分配電能(如電動車在低溫環境下優先為電池加熱供電),提升能效。 低功耗模式:支持休眠喚醒策略,降低靜態功耗(如特斯拉“深睡模式”可將待機功耗控制在極低水平)。
1.2 新一代 ZCU 產品協同解決方案
芯馳科技緊緊圍繞EEA變革,面向區域控制器的核心應用,從“功能堆砌”轉向“系統融合”,為主機廠提供降本增效、快速迭代的技術底座。2024年,芯馳推出新一代ZCU協同化解決方案,覆蓋不同車廠在不同階段的融合需求。以CPU/NVM 和可用GPIO作為橫縱軸,芯馳將產品分為以下四個檔位:
? 第一檔為 E3119/E3118/E3119-IOE: 主打產品:IO型及IO豐富型產品,能夠支撐傳統網關+車身+防夾等入門級區域控制器的開發。 產品特點:封裝小型化,支持SMP和 FOTA,具備10xCANFD和1xGbit,IO最多可達326個,還能與第二檔/第三檔產品進行搭配組合。 ? 第二檔是 E3620B: 主打產品:控制型ZCU,主要用于進階性融合區域控制器,可進一步融合動力/底盤域,也能和第一檔/第三檔產品搭配組合。 產品特點:硬件級別通信引擎SSDPE以及多路Gbit。 ? 第三檔為 E3650: 主打產品:控制融合性ZCU巔峰之作,兼顧算力/存儲/高功能/低功耗/通信低延遲/環網能力,是48V域控制器平臺的首選,同樣能和第一檔產品搭配組合。 產品特點:具備多核高算力集群、市面上可選最多的GPIO產品、虛擬化領先量產經驗、硬件級別通信引擎SSDPE以及多路 Gbit。 ? 第四檔是 E3800: 主打產品:超級動力域融合。 產品特點:擁有更多的場景專用加速協處理器和更領先的高速接口。
芯馳將陸續推出以上面向區域控制器應用的芯片產品和方案解讀,本篇內容重點圍繞E3119/3118展開介紹。
02.產品 Overview
2.1芯馳E3119/3118產品總覽
該系列產品包含E3118、E3119兩款高性能高可靠的MCU,同時還推出可直接地址映射訪問的IOE(IO Expander)產品-E3010,該系列MCU和IOE產品主要面向區域控制、ADAS、激光雷達、座艙協處理器等領域,本文重點介紹該系列在區域控制器產品中的關鍵技術。
2.2 芯馳E3119/3118功能概述 針對上述場景,E3119/3118從信息安全、AB分區OTA、低功耗、多核通信等方面做了進一步提升,整體芯片框圖如下: 與芯馳前一代產品(E31xxE32xx)相比,芯片參數和資源展示如下: 同時E3119/3118也在如下方面做了強化升級:
A. 信息安全 ? 獨立的可編程HSM核; ? 支持硬件SecureIP,可滿足EvitaFull, ISO21434,國密SM2349認證; ? 成熟的信息安全解決方案,目前已和ETAS、云馳未來等合作伙伴廠商完成方案適配。 B. NVM升級 ? E3118支持4M Flash大小存儲,E3119升級到8M Flash存儲; ? 支持RWW(read-while-write)功能,支持無感OTA方案。 C. 新增CRAM ? CRAM全稱Cluster RAM,這是在E3119/3118產品上新增的RAM空間; ? E3119/3118內部有兩片CRAM,每片CRAM為128KB,可在低功耗RAM保持、多核數據共享等場景下使用。 D. 新增Delta-Sigma ADC ? 新增Delta-SigmaADC模塊,采樣精度為16bit,共有2組。
03.關鍵技術解讀
3.1 NVM
3.1.1 NVM說明 ? E3119內置一個4Bank的8線Flash, 一個Bank為2M,支持RWW。 ? E3118內置了兩個4線2M的Flash, 支持拼深度(兩個4線2M的Flash)和拼寬度(一個8線4M的Flash)兩種模式。采用拼深度的使用方式可以支持RWW。 3.2 FOTA 3.2.1 AB分區OTA 3.2.2 AB分區FEE
? SF0SF1都有保存data數據的場景,實際并發下使用mailbox semaphore機制來進行互斥訪問,避免數據被破壞的異常情況:
3.3 信息安全 3.3.1 信息安全方案說明 ? 信息安全全場景覆蓋視角下,E3MCU安全目標通常分為三個類別:安全啟動、安全運行和安全存儲,如下: ? 相關信息安全組件,詳細功能描述如下: 3.3.2 HSM固件說明 ? 如下紅色框圖虛線所繪制,HSM固件部署運行在SE core上,SE core有專用的CRAM 128KB,使用內置的flash做NVM加密存儲,SF0和SF1主core上運行MCAL,通過mailbox進行跨核調用: ? 需要注意,芯馳HSM固件代碼開源,僅提供secureboot現成功能,如有更多信息安全功能需求,可以聯系芯馳合作的信息安全廠商ETAS或者云馳未來,也可以根據芯馳提供的HSM移植開發指南文檔來自主開發。 3.4 低功耗 ? E3119/3118可以支持4種低功耗模式RTC模式、Sleep模式、Hibernate模式和LPP模式。 ? 為了配合客戶的應用場景支持模擬喚醒和極低的功耗要求,在LPP(Low Power Run Mode)低功耗模式下可以進入到Hibernate模式來進一步降低功耗,Hibernate被動喚醒有喚醒源觸發后是進入到LPP后會進一步做喚醒源確認: E3119/3118的低功耗流程框圖 3.5 調試系統
3.5.1 多核調試說明 3.5.1.1 方案一:IAR + JLINK ? IAR需要9.50以上版本,JLINK需要V11以上版本; ? 支持多核同時啟動、同時停止。 3.5.1.2 方案二:IAR + I-Jet ? IAR需要9.30以上版本; ? 支持多核同時啟動、同時停止。
3.5.2 安全調試說明 3.5.2.1 原理 ? Debugger發出請求 ---> 將key用Debugger回復給芯片 ---> 芯片匹配key成功后開啟debug接口。
3.5.2.2 構建環境 1)繼續使用上文用到的efuse燒寫環境。 2)燒寫DebugKey。使用SDFuseTool,將debugkey燒寫至fuse “e3/SEC_DBG_CFG/0-63bit”(見圖P-7)(fuse燒寫完成后,請燒寫對應控制位關閉fuse的讀寫權限) 3)開啟SecureDebug。使用SDFuseTool,燒寫,fuse“e3/MISC_CFG/MISC_CFG3/SDBG_MODE”(見圖P-8)。 3.6 工具鏈及 AutoSAR 生態解讀 04.結語
隨著汽車向“軟件驅動”和“可持續升級”方向發展,區域控制器將成為未來智能汽車的核心樞紐,同時為用戶帶來更智能、安全的出行體驗。 接下來,芯馳將繼續推出區域控制器旗艦MCU產品E3650的深度技術解讀,敬請期待!
上一篇:貞光科技代理 紫光同芯THA6412四核域控芯片樣品問世,賦能汽車智能化升級
下一篇:國產4D雷達迎來芯玩家!首次發聲即回片成功,文遠知行舊部創辦
- 熱門資源推薦
- 熱門放大器推薦
- cdsj relay
- 用于 LED 照明的 DC 到 DC 單路輸出電源
- 使用 MCP1631 高速脈寬調制器和 +5.5V 至 +16.0V 輸入的典型應用電路
- AD8532ARMZ-REEL單電源直接接入調制解調器的典型應用
- 用于無線的 2.8 至 5.5V 差分放大器
- NSI45025ZT1G 用于基本交流應用的恒流 LED 驅動器的典型應用
- 使用 ROHM Semiconductor 的 BD45425 的參考設計
- 使用 ON Semiconductor 的 ILC7080 的參考設計
- 使用 ON Semiconductor 的 CS5203A-2G 的參考設計
- OP484ESZ 3V 單電源、50Hz 至 60Hz 有源陷波濾波器和假接地的典型應用