瑞薩電子下一代汽車計(jì)算機(jī)R-Car S4解決方案

通用開發(fā)平臺(tái)

該通信網(wǎng)關(guān) ECU 被視為汽車客戶的通用開發(fā)平臺(tái)。這種類型的平臺(tái)通常需要由多個(gè) Arm? CPU 組成的集群提供的應(yīng)用程序性能。

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除此之外，還需要傳統(tǒng)上由 32 位微控制器提供的實(shí)時(shí)性能，該微控制器具有典型的汽車通信接口和高達(dá) ASIL D 的功能安全能力。過去，這需要在一個(gè) PCB 上混合多個(gè)芯片。現(xiàn)在有了新的R-Car S4，一切都由一個(gè)設(shè)備提供，這可以大幅降低 BOM 成本，并通過新的集成功能提高處理性能。

高水平的軟件兼容性

R-Car S4 解決方案允許設(shè)計(jì)人員重復(fù)使用現(xiàn)有 R-Car Gen3 SoC 和 RH850 MCU 項(xiàng)目中超過 80% 的軟件代碼。支持的軟件包包括各種驅(qū)動(dòng)程序和基礎(chǔ)軟件，例如 Linux BSP 或 Hypervisor。

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VC4 基于完整的瑞薩芯片組。核心是具有 8 個(gè) Cortex?A55 內(nèi)核、1 個(gè) Cortex? R52 內(nèi)核、2 個(gè) RH850 G4MH 的 R-Car S4，可提供高達(dá) 27K DMIPS 應(yīng)用程序性能以及 》5.3K DMIPS 鎖步實(shí)時(shí)性能。它包含一個(gè) 8MB SRAM，可在 G4MH 內(nèi)核上以低延遲執(zhí)行代碼。豐富的汽車接口選擇，包括集成的 3 端口以太網(wǎng)交換機(jī)、16x CAN FD、8x LIN、4x SENT、1x FlexRay、2x PCIe V4.0，可實(shí)現(xiàn)車內(nèi)的廣泛連接。

與強(qiáng)大的 Renesas PMIC 組件 RAA271041 和 RAA271005 一起提供先進(jìn)的電源控制，以支持始終開啟、循環(huán)運(yùn)行和掛起到 RAM 模式的極低功耗操作。當(dāng)啟動(dòng)瞬態(tài)低至 2.5V 期間電池電壓下降時(shí)，RAA271041 器件支持降壓級(jí)。RAA271005 具有一個(gè)集成的 12 位 SAR ADC，用于監(jiān)控外部信號(hào)。最后，高精度計(jì)時(shí)器件 RC21012 和 5P35023 將為所有器件提供完美的時(shí)鐘。

它是在網(wǎng)關(guān)、汽車服務(wù)器或區(qū)域控制應(yīng)用程序中使用 R-Car S4 評(píng)估新 E/E 架構(gòu)的理想平臺(tái)。

特征

主要特點(diǎn)

基于 R-Car S4 SoC 的網(wǎng)關(guān)解決方案

符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的組件（定時(shí) IC 和 PMIC）

堅(jiān)固的金屬外殼

寬溫度范圍 -40°C 至 85°C

輸入電壓范圍 2.5V 至 40V

喚醒支持

船上實(shí)時(shí)時(shí)鐘

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接口

10BASE-T1S

100BASE-T1

1000BASE-T1

1000BASE-RH

2.5GBASE-T1

CAN/CAN FD

彈性射線

林

發(fā)送

PCIe

模擬輸入

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生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴網(wǎng)絡(luò)：

多虧了我們的 R-Car 生態(tài)系統(tǒng)合作伙伴網(wǎng)絡(luò)，像這款車載計(jì)算機(jī) VC4 這樣的復(fù)雜設(shè)計(jì)是一個(gè)積極的例子，可以讓所需的硬件和軟件解決方案以可承受的上市時(shí)間運(yùn)行。

VC4 由 1000 多個(gè)半導(dǎo)體零件和分立元件組成，如今在供應(yīng)有限的情況下，擁有如此良好的合作伙伴網(wǎng)絡(luò)是有益的。對(duì)于 VC4 開發(fā)，我們有幾個(gè)合作伙伴為我們提供技術(shù)和部件支持。Marvell 在我們的高速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)端口 1000BASE-T1 和 2500BASE-T1 上為我們提供了支持。88Q4364 PHY 是一種收發(fā)器，可實(shí)現(xiàn) IEEE 802.3ch 標(biāo)準(zhǔn)定義的 2.5G/5G/10GBASE-T1 的以太網(wǎng)物理層部分。對(duì)于這種高速通信，需要愛普生電子提供的非常精確的計(jì)時(shí)設(shè)備。他們有一個(gè)用于汽車應(yīng)用的晶體單元。

借助 VC4，我們還首次將光學(xué)以太網(wǎng)接口集成到我們的汽車評(píng)估板中。KDPOF 與我們分享了他們根據(jù) IEEE 802.3bv 的 1000BASE-RH 收發(fā)器，它也涵蓋了我們正在研究的寬溫度范圍。光纖收發(fā)器需要一個(gè)特殊的接頭將光纖連接到收發(fā)器的發(fā)光二極管，這是由 MD-Elektronik 提供的。除了新的高速接口，我們還引入了新的低速技術(shù)。IEEE 開發(fā)了 10BASE-T1S 技術(shù)來滿足 100Mbps 以下的速度需求。Microchip 提供帶有 SPI 接口的特殊 10BASE-T1S 收發(fā)器，可輕松連接到 R-Car S4。該以太網(wǎng)接口需要一個(gè)共模扼流圈 （CMC） 用于信號(hào)耦合，由 TDK 提供。Rosenberger 的 H-MTD 連接器提供了所有以太網(wǎng)連接器，特別是用于汽車，需要與主鎖和輔助鎖的可靠連接。啟動(dòng)閃存由 Macronix 提供。OctaBus? Flash MX25UW51245G 具有高讀取訪問性能，可實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。MX25UW51245G 獨(dú)特的 Read-While-Write 功能有助于簡(jiǎn)化固件更新操作。Linux 操作系統(tǒng)駐留在我們的合作伙伴 Western Digital 提供的高性能 UFS V3.1 內(nèi)存上。MX25UW51245G 獨(dú)特的 Read-While-Write 功能有助于簡(jiǎn)化固件更新操作。Linux 操作系統(tǒng)駐留在我們的合作伙伴 Western Digital 提供的高性能 UFS V3.1 內(nèi)存上。MX25UW51245G 獨(dú)特的 Read-While-Write 功能有助于簡(jiǎn)化固件更新操作。Linux 操作系統(tǒng)駐留在我們的合作伙伴 Western Digital 提供的高性能 UFS V3.1 內(nèi)存上。

利用這一全面的合作伙伴組合，我們能夠開發(fā)和批量生產(chǎn) VC4。然而，與硬件組件一樣，擁有潛在合作伙伴以進(jìn)行高質(zhì)量軟件開發(fā)也很重要。我們與 Elektrobit 一起開發(fā)了一個(gè)軟件框架，允許在 Autosar 工作流程中使用嵌入式以太網(wǎng)交換機(jī)。借助在 EB Tresos Studio 中進(jìn)行的擴(kuò)展，對(duì)瑞薩電子提供的 BSW 和 MCAL 的適配，客戶可以配置以太網(wǎng) IP 路由規(guī)則。這些規(guī)則由硬件中的 RSWITCH2 IP 處理，并在沒有任何 CPU 交互的情況下實(shí)現(xiàn)低延遲路由。通過這些擴(kuò)展，強(qiáng)大的以太網(wǎng)功能在操作中變得簡(jiǎn)單且用戶友好。

關(guān)于作者：Adam Korbel，Tobias Belitz，Thorsten Hoffleit

審核編輯：郭婷