来源:意法半导体博客
意法半导体(ST)深耕汽车市场已有30余年的历史,其产品和解决方案覆盖普通车辆的大多数应用系统。随着市场的发展,意法半导体的产品也在不断升级改进,其中的重要产品汽车微控制器(MCU)也不例外。
ST率先推出了嵌入式非易失性存储器(eNVM),并通过ST10引领市场,随后推出了基于PowerPC架构的SPC5系列汽车微控制器,在汽车领域出货量超过十亿个MCU。来自STM8系列的高性价比汽车控制器补充了这一产品线。
ST的Stellar产品家族
Stellar产品家族是意法半导体目前最新一代基于Arm的汽车微控制器,是意法半导首个高低端产品全覆盖的汽车MCU产品组合。这些先进的微控制器降低了开发复杂性,确保应用的安全性和可靠性,让下一代车辆架构和功能具有更佳的性能和能效。客户可以受益于更短的开发时间,并专注于为他们的软件定义汽车(SDV)带来创新和差异化,以应对激烈的市场竞争。因此,Stellar产品在亚洲和欧洲客户中的关注度不断提升。
Stellar是业内在eFlash之后推出的首个嵌入式非易失性存储器技术,是市场上目前最成熟、最小的汽车级存储单元解决方案的代表。Stellar产品家族适合汽车电动化应用,包括X-in-1高集成度车辆电机控制计算机、新型车辆架构,以及用于ADAS、区域控制和车身集成等安全关键子系统的安全MCU。
它通过将多种功能安全地集成到单一设备中,并允许在车辆中持续集成新功能,全面支持汽车转型。这一切离不开关键技术,包括正确选择处理器核心技术、虚拟化、以太网支持以及嵌入在汽车MCU中的突破性内存技术。对于面临应用存储器大小挑战的客户来说,该技术是一个颠覆性的改变。
Stellar MCU搭载Arm® Cortex®-R52+处理器技术。这款高性能处理器支持实时虚拟化,适用于实时控制的安全系统,能够在互不干扰的情况下同时运行多个应用。该微控制器具有完全可编程的辅助核心,可以加快执行特定的功能,例如,路由、低功耗管理和数字滤波,同时减轻主核心的计算量。
“随着驾驶体验在AI和软件定义汽车时代的不断演变,提升汽车功能性安全、灵活性和实时性能至关重要,”Arm汽车业务线高级副总裁兼总经理Dipti Vachani表示,“基于Arm构建的Stellar微控制器系列利用Arm计算平台的先进安全性和实时功能,以及广泛的Arm软件生态系统,让汽车制造商能够在遵守严格安全法规的同时,实现创新功能,在汽车领域保持领先地位。”
Stellar微控制器让汽车厂商能够在车辆上引入以太网功能,是意法半导体首个嵌入以太网交换机的MCU。以太网技术可以提高数据交换的能效和灵活性,支持千兆吞吐量需求,并提供更高水平的安全性。通过支持各种车载通信拓扑结构,例如,以太网环,这款汽车微控制器实现了将整车布线电缆长度和制造成本降低一半的承诺。
相变存储器将重新定义车辆软件的可能性
Stellar微控制器利用嵌入式相变存储器(PCM)技术及其灵活性,彻底改变了软件更新无线下载(OTA)体验。在汽车行业中,OTA对于在不拆卸硬件的情况下添加新功能和安全补丁至关重要。然而,这种灵活性通常需要仔细考虑未来的存储容量需求,因为无线更新可能导致成本增加和产品规划复杂化。
意法半导体创新的PCM不是普通的存储器。它不仅是业内目前最小的汽车MCU存储单元,还是汽车领域首个开创性的技术突破,重新定义了车辆软件可以实现哪些功能。意法半导体的PCM创新技术将存储器处理数据的能力提高了一个档次,这不仅关乎存储器的读写性能,它更是一种具有前瞻性的解决方案,为汽车领域带来了适应能力和持久价值,让终端开发者能够不断改进和升级汽车功能。
随着车辆越来越具有软件定义功能,引入新功能和改进功能的能力变得至关重要。PCM的突破性技术支持向更具适应性、面向未来的汽车转型,随着汽车功能不断改进,PCM为汽车厂商带来新的方式来优化体验。
此外,PCM还提供了不间断OTA更新的支持能力。PCM可以安全存储软件更新,不会影响车辆当前操作。得益于并行读写能力,新软件的下载不会干扰当前在MCU上运行的应用代码,从而确保更新过程继续使用汽车。
Stellar P系列用于集成多种功能,而Stellar G系列则用于实现软件定义汽车(SDV)的区域控制器,这两个系列都利用了意法半导体内部开发的eNVM存储器和28nm FD-SOI技术,可以在较低的功耗时实现更高的频率,具有更强的耐辐射性。Stellar是首个获得功能安全认证的28nm产品,将在年底前投入生产。
Stellar产品家族还支持日益增强的X-in-1高集成度趋势,推进汽车从油车到电动车的决定性转变,促进更经济实惠的电动汽车发展。X-in-1动力总成解决方案将多个组件集成到一个单一ECU中,使制造商能够创造高能效、紧凑、高性价比的汽车。
Stellar提供可扩展的X-in-1高集成度解决方案,从低集成到高集成度ECU,该微控制器可以集成越来越多的ECU。该解决方案通过提供强化的核心、模拟组件和I/O端口,支持日益复杂的X-in-1系统开发。
欣旺达创始人王明旺表示:“作为全球锂离子电池的龙头企业,欣旺达为全球汽车供应商提供稳定可靠的汽车电子系统解决方案。我们与意法半导体的新合作专注于利用ST的先进Stellar微控制器和专有生产工艺开发解决方案,主要包括电池管理系统以及VDC/区域和车身控制功能。我们共同的目标是提供智能解决方案,改进中国及全球的下一代新能源汽车。”
Stellar MCU的基础组件:
- Arm® Cortex®-R52+技术:能够在互不干扰的情况下同时实时运行多个应用程序。
- FD-SOI技术:在较低的功耗下实现更高的频率,并增强抗辐射性。
- 新的,强大的无线下载方法和真正的EEPROM功能。
- 一系列与以太网相关的知识产权(MAC、MACSec、交换机),能够支持高容量数据传输,可实现不同的车载通信拓扑,降低车辆制造成本。
完全可编程的辅助核心:加速特定功能,例如,路由、低功耗管理和数字滤波,同时减轻主核心的运算量。