区域控制器主控芯片如何选型?
芝能智芯出品
智能化和电动化趋势的加速,汽车行业正在迎来一场深刻的电子电气架构(E/E架构)变革,区域控制器(ZCU)作为智能车控系统中的核心组件,正逐步成为各大车企研发的重点。
芯驰科技E3系列芯片,特别是其E3119和E3118两款高性能车规MCU,已在智能车控领域实现广泛应用,满足了现代汽车对高性能、高可靠性的需求。
我们将分析芯驰科技E3系列产品在智能车控领域的技术优势。
Part 1
智能车控领域的
需求驱动与区域控制器
的核心价值
在软件定义汽车(SDV)与智能化、电动化的双重驱动下,传统汽车的电子电气架构面临巨大的升级压力。区域控制器(ZCU)作为E/E架构的核心组件,肩负着越来越多的控制与计算任务,成为智能化车控系统的关键。
● 架构优化与成本降低:传统汽车电子控制单元(ECU)众多且分散,导致线束冗长、物料成本高以及车辆装配复杂。
而区域控制器通过将多个ECU的功能集成至少数几个区域控制器中,不仅大幅度减少了整车的线束长度(例如特斯拉Model 3线束缩短至1.5公里,比传统车型减少了80%),还有效降低了物料成本和装配复杂度。
同时,这种优化设计在电动汽车中尤为重要,因为它有助于减轻车身重量,从而提高续航里程。
● 模块化的可扩展性:车辆的硬件架构需要具有高度的灵活性和可扩展性。区域控制器的模块化设计支持跨车型共享架构,缩短了研发周期并降低了开发成本。
此外,统一接口的标准化设计使得区域控制器能够便捷地与各种传感器、执行器连接,并为未来的功能扩展提供了便利。
● 智能化与OTA升级:区域控制器作为智能车控的“大脑”,承载了大量的数据处理任务。
基于其强大的计算能力,区域控制器不仅能够支持自动驾驶、智能座舱等复杂功能的实时处理,还可以通过OTA(Over-the-Air)进行软件升级,增强车辆的智能化水平。
例如,特斯拉通过OTA远程提升车辆续航,逐步将车辆硬件与软件的边界进一步模糊,提升用户体验。
● 可靠性提升与功能安全:区域控制器的另一个关键优势是提升了汽车系统的可靠性。
其冗余设计(如电源和通信冗余)和本地化的响应机制有效减少了系统的单点故障风险,ISO 26262功能安全标准和车规级认证也保障了其在关键安全功能中的应用,如刹车、动力系统等。
Part 2
芯驰E3系列
区域控制器解决方案
的技术优势
芯驰科技的E3系列MCU,特别是E3119和E3118型号,正是针对智能车控需求而设计,其在高性能、高可靠性及低功耗方面具有显著的技术优势,已广泛应用于多个主流车型。
● E3119/E3118/E3119-IOE:适用于传统网关和车身控制的基础型产品,支持小型化封装、SMP、FOTA,具有多达326个IO接口,可与其它档位产品组合使用。
● E3620B:进阶控制型ZCU,适合动力和底盘域融合,具备硬件级别通信引擎SSDPE和多路Gbit传输能力。
● E3650:顶级控制融合型ZCU,专为48V域设计,提供强大的算力、丰富的GPIO选项、虚拟化技术和低延迟通信。
● E3800:超级动力域融合解决方案,拥有多种场景专用加速协处理器和领先的高速接口技术。
E3118、E3119两款高性能MCU及IO扩展器E3010,适用于区域控制、ADAS、激光雷达和座舱协处理器等领域。
这些芯片在信息安全方面配备了独立的HSM核和支持多种安全认证,存储方面支持更大的Flash容量(E3118为4M,E3119为8M)并具备无感OTA更新功能,新增了两片各128KB的CRAM用于低功耗和多核数据共享,并加入了16位采样精度的Delta-Sigma ADC模块。
此外,它们还支持多种低功耗模式、A/B分区固件升级,并提供了完善的调试工具和AutoSAR生态支持。
● 功能安全与信息安全:通过独立的硬件安全模块(HSM)和硬件安全IP的引入,实现了多层次的安全防护。
E3119和E3118均支持EVITA Full和ISO 21434等行业标准,保障车辆在运行过程中免受恶意攻击。
此外,这些芯片还支持国密SM2、SM3、SM4加密算法,满足国内外汽车厂商对信息安全的严格要求。
● 高性能与低功耗的平衡:通过采用多核架构,提升了计算能力,支持复杂的算法处理,同时通过CRAM和Delta-Sigma ADC等模块的加入,进一步优化了数据处理和存储能力。
此外,E3119和E3118的低功耗模式,如RTC模式、Hibernate模式等,极大地降低了待机功耗,提高了电动汽车的续航表现。芯驰的低功耗设计也符合智能化车控系统的需求,确保了系统的长时间稳定运行。
● OTA升级与实时通讯:E3119和E3118支持A/B分区OTA,能够实现无感升级,使得智能车辆具备持续进化的能力。
FOTA(Firmware Over-the-Air)技术使得区域控制器可以在不影响用户驾驶体验的情况下远程进行升级。同时,支持多通道Gbit和CANFD等高速通信协议,确保了数据传输的低延迟和高可靠性,尤其适用于实时处理任务如自动驾驶和ADAS。
● 灵活的调试与工具链支持:为了满足不同车型和应用的开发需求,芯驰E3系列MCU提供了丰富的调试和开发工具链支持。
通过IAR和JLINK等调试方案,开发人员可以对多核芯片进行同步启动和停止调试。此外,芯驰还支持多种开发和仿真环境,确保产品在研发过程中能够高效、稳定地迭代。
小结
区域控制器作为E/E架构中的关键组成部分,正逐步成为汽车智能化转型的核心驱动力之一。芯驰科技E3系列MCU无疑为汽车厂商提供了一个高性能、高可靠的技术平台,助力智能汽车的快速发展。
原文标题 : 区域控制器主控芯片如何选型?
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