软件定义汽车,需要怎样的ECU

发布时间:2022/8/6 | 35 次阅读

关于软件定义一切,如今已经不足为奇,从软件定义网络到软件定义存储,从软件定义无线电到软件定义计算,通过构建硬件资源数字化、标准化的基础上,通过软件编程去实现虚拟化、灵活、多样和定制化的功能,对外提供客户化的专用智能化、定制化的服务,实现应用软件与硬件的深度融合。这样仅需一次部署硬件,便可满足一切所需。


如今,汽车业也希望能够通过软件定义,实现产品的快速升级与迭代。OEM越来越希望通过为云为市场提供差异化服务,通过OTA更新为汽车部署最新的功能,包括提升驾驶员舒适性,增强汽车的个性化,改善汽车动力效率甚至提升安全性等方面。


与此同时,汽车电子电气架构从分布式向域及区域控制的转型早已开始,通过将ECU的功能进行合并,从而减少了ECU的数量,降低了开发及验证成本,并简化了线束连接。


恩智浦日前推出了S32Z和S32E实时处理器,分别面向功能安全和域/区域控制及电动汽车控制与智能驱动两大方向,并且迎合了如今软件定义汽车的大趋势。正如恩智浦半导体资深副总裁,汽车控制及网络解决方案产品线总经理Ray Cornyn表示,“S32Z和S32E是具备安全MCU关键确定性行为的全新处理器系列,提供出色的千兆级内核主频,多应用隔离和存储器扩展功能,是软件定义汽车,跨域功能集成的理想选择。”


如何满足实时域控制


S32Z和S32E符合ASIL-D功能安全等级,其互不干扰的高性能千兆级多核架构,可应对多任务实时处理,此外也集成了网络加速引擎。


新产品内部集成8个Arm Cortex R52实时处理器、双核锁步Cortex M33MCU以及DSP/AI处理器,此外也集成了Flash和LPDDR存储器等内存扩展,硬件安全引擎(HSE)支持安全启动、加速安全服务和密钥管理。。


S32Z和S32E支持以太网,CAN等流行接口,此外恩智浦还与博世联合开发了CAN-XL接口技术。特别的,S32E集成了5V模拟和具有复杂定时器的I/O,可执行驱动功能,从而可以更好地应对电动汽车控制与智能驱动场景。


如何满足软件定义


软件定义最重要的是硬件标准化与虚拟化,通过硬件与软件的解耦,才能达到软件定义的目的。


恩智浦半导体大中华区资深市场经理余辰杰表示:“软件定义汽车要求芯片有完善而统一的硬件信息安全机制支持OTA,并且在功能安全上支持ASIL-D。此前,每个ECU之间相互协调并不通畅,而且也很难进行实时的OTA。此次设计S32Z和S32E时,恩智浦通过通盘考虑,将S32Z和S32E设计为统一的功能安全和信息安全架构,从而适应软件定义的需求。”


S32Z和S32E支持“内核到引脚”的硬件虚拟化,即每一个应用在虚拟的处理器上运行时都能够指定一组硬件资源集合,这样其他的应用就没有办法“盗取”它的资源,通过这样的设计保障使各个功能独立地运行。


Cornyn表示,S32最新产品支持灵活的处理器配置,既可以通过锁步实现功能安全,同时也可以解锁实现平行计算,并且彼此间隔离。“这意味着多个独立的应用能够在一个处理器中同时运行。我们把部署这些应用的硬件资源叫做租户,这样的架构也被叫做“多租户架构”。”


S32Z 和 S32E 系列支持TSN网络,因此可满足高性能、实时处理和虚拟化等各项要求。


平台化的未来


Cornyn提到,恩智浦S32平台的所有产品都有很好的软件兼容特性,包括处理器、存储结构、信息安全、功能安全等方面,并且在引脚方面也全面兼容。


在全面的软件和工具以及强大的合作伙伴生态系统的支持下,通过使用GreenVIP汽车集成平台软件与GreenBox 3开发平台,客户可加快芯片评估、软件开发和快速原型设计进程。


S32Z和S32E处理器目前采用16nm工艺,产品路线图已规划至5nm,除了产品自身迭代路线之外,恩智浦也规划了更为详细的平台发展路线图。目前恩智浦的S32车用处理器平台包括S32G汽车网络处理器,S32K通用微控制器,S32R雷达处理器以及S32Z和S32E实时处理器,恩智浦半导体产品和解决方案全球营销总监Brian Carlson也透露道,未来S32平台还会增加针对视觉处理的V系列,以及针对电机控制的M系列等。


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