據(jù)權(quán)威市調(diào)機(jī)構(gòu)預(yù)測,2020年全球MCU市場規(guī)模約為177.9億美元,出貨量超過280億顆。預(yù)計(jì)今年的MCU規(guī)模將達(dá)到184.8億美元,從2021至2028年的復(fù)合年增長率(CAGR)為10.1%,2028年將增長到361.6億美元。
MCU芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備,包括汽車、工業(yè)、電信、醫(yī)療和消費(fèi)電子等,其中汽車市場占據(jù)30.13%的MCU份額?,F(xiàn)在的汽車一般需要50-100顆MCU芯片,MCU需求的增長主要來自汽車電動(dòng)化、增強(qiáng)的安全特性、ADAS和自動(dòng)駕駛、車內(nèi)娛樂系統(tǒng),以及政府對(duì)汽車廢氣排放的法規(guī)要求。
車規(guī)級(jí)MCU供應(yīng)鏈及競爭格局
作為車輛控制的核心器件,MCU主要用于車身控制、駕駛控制、信息娛樂和駕駛輔助系統(tǒng)。汽車MCU是一個(gè)相對(duì)成熟的市場,競爭格局比較穩(wěn)定。恩智浦、英飛凌、瑞薩、意法半導(dǎo)體和德州儀器長期以來一直占據(jù)全球汽車MCU市場的前五名,2020年市場占比超過95%。
汽車MCU針對(duì)不同的汽車應(yīng)用有很多技術(shù)規(guī)格,但大都采用40/45/65nm工藝生產(chǎn),制造汽車芯片的晶圓廠運(yùn)營成本相比其它芯片都要高很多。因此,大多數(shù)IDM廠商,如NXP、瑞薩、英飛凌、德州儀器和Microchip,均采用第三方晶圓代工方式為客戶供應(yīng)MCU芯片。汽車MCU代工是一個(gè)高度集中的行業(yè),全球范圍內(nèi)70% 的產(chǎn)能由臺(tái)積電提供。
然而,MCU產(chǎn)能僅占臺(tái)積電總產(chǎn)能的3%。由于2020年的疫情導(dǎo)致汽車行業(yè)需求下降,MCU廠商減少了訂單并消化了庫存。2021年伊始,全球汽車市場復(fù)蘇,造成汽車芯片短期供不應(yīng)求。自今年第二季度以來,馬來西亞和臺(tái)灣地區(qū)又經(jīng)歷了更為嚴(yán)重的疫情爆發(fā)。臺(tái)積電是主要的汽車MCU晶圓代工廠,而馬來西亞是NXP、瑞薩和英飛凌等供應(yīng)商的封裝測試(OSAT) 供應(yīng)商集散地。因此,汽車MCU行業(yè)可能會(huì)再次受到重創(chuàng),對(duì)芯片供應(yīng)鏈造成更大的影響。
目前,大多數(shù)車輛和零部件生產(chǎn)暫停的主要原因之一就是由于汽車制造商對(duì)MCU的需求很大,而MCU卻供應(yīng)不足。預(yù)計(jì)汽車芯片短缺將持續(xù)到2021年底,但從2022年有望開始緩解,主要?dú)w功于如下因素:
(1) 供應(yīng)商和晶圓代工廠競相擴(kuò)大產(chǎn)能。例如,英飛凌將在2021年底建成一座12英寸晶圓廠并投入使用;2021年臺(tái)積電的MCU產(chǎn)量將比2020年增加60%,并且正集中精力擴(kuò)建南京工廠(28nm)以獲得更大的MCU產(chǎn)能。
(2) 中國本土芯片公司正在努力進(jìn)軍汽車MCU市場。預(yù)計(jì)2022年開始進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)階段,通過“國產(chǎn)替代”來緩解汽車MCU芯片短缺局面。例如,兆易創(chuàng)新計(jì)劃于今年推出最新的汽車 MCU 產(chǎn)品系列。
五家國際廠商的MCU
作為“中國工程師最喜歡的十大芯片”系列項(xiàng)目的一部分,ASPENCORE《電子工程專輯》分析師團(tuán)隊(duì)將十大車規(guī)級(jí)MCU芯片分為兩組,一組是來自五家國際廠商的MCU代表產(chǎn)品,另一組是來自五家國內(nèi)MCU廠商的代表產(chǎn)品。
●恩智浦NXP S32K汽車MCU
S32K MCU系列是NXP基于Arm Cortex-M系列的可擴(kuò)展、低功耗微控制器,具有高級(jí)功能安全、信息安全和軟件支持,適用于ASIL B/D車身、區(qū)域控制和電氣化應(yīng)用。NXP提供至少15年的產(chǎn)品長期供貨計(jì)劃,以及全面的第三方軟件和工具生態(tài)體系支持。
NXP S32K系列32位Arm Cortex汽車MCU。(來源:NXP)
S32K MCU提供硬件和軟件的可擴(kuò)展性和兼容性,支持固件無線(FOTA)、高級(jí)硬件安全性、CAN FD和以太網(wǎng)TSN。該系列MCU包括S32K1和S32K3,前者是基于Cortex-M0+/M4F內(nèi)核的單核MCU,帶128 KB至2 MB 存儲(chǔ)器,支持ASIL B,已經(jīng)量產(chǎn);后者基于Cortex-M7內(nèi)核,具有單核、雙核和鎖步內(nèi)核MCU,帶512 KB至8 MB存儲(chǔ)器,支持ASIL B/D,目前處于樣品階段。
S32K1 MCU特性參數(shù)如下:
1. 48 MHz Cortex-M0+內(nèi)核或80/112 MHz Cortex-M4F內(nèi)核
2. 128 KB至2 MB閃存,帶ECC。高達(dá)4KB EEPROM
3. 12位1 Msps ADC,16位FlexTimer,具有死區(qū)插入和故障檢測功能
4. 可擴(kuò)展的低功耗運(yùn)行和停止模式。快速喚醒、時(shí)鐘和電源門控
5. 提供QFN,LQFP和MAPBGA封裝。溫度范圍 -40至125/150° C,至少15年長期供貨保證
6. 功能安全、信息安全和連接:
7. 符合ISO 26262標(biāo)準(zhǔn),高達(dá)ASIL B級(jí)
8. 硬件和軟件看門狗、時(shí)鐘/電源/溫度監(jiān)測儀
9. 功能安全文件和SafeAsure網(wǎng)絡(luò)社區(qū)支持
10. CSEc安全引擎 - AES-128,安全引導(dǎo)和密鑰存儲(chǔ);
11. 以太網(wǎng)(10/100 Mbps), CAN FD, FlexIO (UART, I2C, SPI, I2S, LIN, PWM...), 串行音頻接口, QSPIS32K1 MCU適合如下汽車電子應(yīng)用:主動(dòng)懸架、儀表板、傳動(dòng)系統(tǒng)與變速箱、制動(dòng)與穩(wěn)定控制、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)和小型發(fā)動(dòng)機(jī)控制、汽車先進(jìn)外部照明、混合動(dòng)力汽車(HEV)應(yīng)用。
●英飛凌Cypress Traveo II汽車MCU
Cypress Traveo II系列是英飛凌專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的32位MCU。由于在單核Arm Cortex-M4F和雙核Cortex-M7F中內(nèi)置了處理能力和網(wǎng)絡(luò)連接,該系列微控制器的性能可以從400 DMIPS 提高到1500 DMIPS。Traveo II 系列集成了HSM(硬件安全模塊)、用于安全處理的專用 Cortex-M0+,以及滿足FOTA要求的雙存儲(chǔ)體模式嵌入式閃存,因而具有高級(jí)安全功能。該系列MCU還配備了優(yōu)化的軟件平臺(tái),可用于賽普拉斯 AUTOSAR MCAL(微控制器抽象層)、自測庫、閃存 EEPROM 仿真以及安全低級(jí)驅(qū)動(dòng)程序,并結(jié)合第三方固件使用。
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Traveo II系列包括入門級(jí)型號(hào)CYT2B6、CYT2B7、CYT2B9和CYT2BL,以及高性能型號(hào)CYT3BB/4BB和CYT4BF。其中CYT2B9 MCU 專為汽車車身電子設(shè)備而設(shè)計(jì),基于Cortex-M4F內(nèi)核,具有出色的處理能力和網(wǎng)絡(luò)連接性能。
除了CAN FD接口外,該系列還通過嵌入式CXPI接口提供更高的響應(yīng)和更快的通信速度,是車身控制模塊、暖通空調(diào)和照明的理想選擇。該芯片具有六種電源模式,使ECU能夠最大限度地降低整體功耗且保證安全功能,以實(shí)現(xiàn)安全通信,并在內(nèi)存大小和引腳數(shù)方面具有出色的可擴(kuò)展性。
CYT2B9 32位MCU特性參數(shù)如下:
1. 處理器:160-MHz Arm Cortex-M4F單核,2 MB代碼閃存、128 KB工作閃存和 256 KB SRAM,以及Arm Cortex -M0+;
2. 連接:多達(dá)8通道CAN FD可實(shí)現(xiàn)更快的通信以增加數(shù)據(jù)帶寬,4通道 CXPI 可實(shí)現(xiàn)更高的響應(yīng)以充分利用廣泛使用的LIN協(xié)議;多達(dá)8通道運(yùn)行時(shí)可重新配置串行通信模塊 (SCB),除了 12 通道 LIN/UART 外,每個(gè)模塊都可配置為 I2C、SPI 或 UART;
3. 模數(shù)轉(zhuǎn)換器:高達(dá)64通道、12位,具有3x逐次逼近 ADC (SAR ADC) 單元;
4. 計(jì)時(shí)器:多達(dá)75通道16位和8通道32位定時(shí)器計(jì)數(shù)器脈沖寬度調(diào)制器 (TCPWM),實(shí)時(shí)時(shí)鐘 (RTC),事件生成計(jì)時(shí)器;
5. GPIO:多達(dá)152個(gè)可編程GPIO;
6. 安全保障:嵌入式 eSHE(增強(qiáng)型安全硬件擴(kuò)展)、HSM(硬件安全模塊)和硬件加速加密引擎(開/關(guān)選項(xiàng));用于管理設(shè)備生命周期的一次性可編程保險(xiǎn)絲 (OTP);內(nèi)存保護(hù)單元 (MPU)、共享內(nèi)存保護(hù)單元 (SMPU) 和外設(shè)保護(hù)單元 (PPU) 用于內(nèi)存和外設(shè)保護(hù)支持用于安全調(diào)試的 JTAG 安全性;安全特性:用于存儲(chǔ)器的 ECC、電源電壓和時(shí)鐘。
7. 溫度范圍:-40~105℃(S級(jí)),-40~125℃(E級(jí))。
●瑞薩電子RH850系列汽車MCU
瑞薩電子RH850系列32位汽車MCU采用瑞薩40nm工藝生產(chǎn),可提供單核、多核、鎖步和混合模式的處理器內(nèi)核架構(gòu),以支持汽車應(yīng)用的高性能、低功耗和高可靠性要求。
RH850系列MCU具有如下功能特性:
1. 可擴(kuò)展的 CPU 內(nèi)核、內(nèi)存和外設(shè),可重復(fù)使用軟件資源。集成外設(shè)功能 IP 和可擴(kuò)展性;基本IP的通用規(guī)范(串口、計(jì)數(shù)器等)已經(jīng)在現(xiàn)有規(guī)范的基礎(chǔ)上進(jìn)行了細(xì)化,未來將繼續(xù)保持兼容性;差異化IP(發(fā)動(dòng)機(jī)控制、電機(jī)控制定時(shí)器等)的規(guī)格進(jìn)一步優(yōu)化以幫助提高客戶產(chǎn)品的競爭力;支持PWM、LVD、CAN、LIN和FlexRay等。
2. 高性能CPU內(nèi)核可大大提高頻繁使用的中斷處理的響應(yīng)性能。多個(gè)寄存器的批量保存/恢復(fù);立即停止當(dāng)前正在運(yùn)行的程序;立即從中斷處理中恢復(fù);分支預(yù)測機(jī)制;使用學(xué)習(xí)函數(shù)預(yù)測程序的流程;高速閃存訪問;瞬間讀取并運(yùn)行下一個(gè)程序。
3. 低功耗特性有助于降低汽車的整體功耗。降低運(yùn)行功率;使用 40 納米工藝可實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的電路并降低運(yùn)行功耗;降低泄漏功率;使用低泄漏晶體管降低泄漏功率;降低待機(jī)功耗;切斷待機(jī)期間空閑電路的電源,以進(jìn)一步降低功耗。
4. 使用多核技術(shù)實(shí)現(xiàn)低功耗和高性能??梢越M合執(zhí)行功能安全、高速計(jì)算和輸入/輸出處理的內(nèi)核,以實(shí)現(xiàn)高性能內(nèi)核配置。
5. 支持符合 ISO26262 標(biāo)準(zhǔn)的功能安全性,如下圖:
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RH850系列軟件和工具
瑞薩電子及其合作伙伴提供各種軟件和開發(fā)工具,為汽車市場的大規(guī)模復(fù)雜軟件開發(fā)提供支持。
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●意法半導(dǎo)體Stellar 32位汽車MCU
意法半導(dǎo)體Stellar系列汽車MCU專為基于域控制器的汽車平臺(tái)而設(shè)計(jì),是建立在ST高性能汽車 MCU專業(yè)知識(shí)和廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上,擴(kuò)展其SPC58系列的下一代汽車微控制器。
Stellar 系列MCU結(jié)合 28nm FD-SOI、嵌入式相變存儲(chǔ)器 (PCM) 和多個(gè) Arm Cortex R-52 內(nèi)核的優(yōu)勢,可以支持高達(dá) 600Mhz 的頻率和超過 40MByte 的嵌入式 PCM 非易失性存儲(chǔ)器,用于快速和確定性的實(shí)時(shí)計(jì)算,不受非集成存儲(chǔ)器的延遲影響。
該系列MCU具有許多創(chuàng)新功能,可確保實(shí)時(shí)性能和安全性,同時(shí)最大限度地降低惡劣、高溫環(huán)境中的功耗,其主要應(yīng)用包括混合動(dòng)力系統(tǒng)的智能控制、帶有車載充電器的汽車系統(tǒng)電氣化、電池管理系統(tǒng)和DC-DC 控制器,以及智能網(wǎng)關(guān)、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 和增強(qiáng)型車輛穩(wěn)定性控制等。
Stellar系列MCU主要功能特性如下:
1. 內(nèi)核:采用Arm Cortex R-52,具有鎖步和實(shí)時(shí)性能。
2. 功能安全性:符合 ISO26262 的 ASIL-D。為了進(jìn)一步提高安全性和可靠性,Stellar MCU 具有用于軟件分離和內(nèi)存保護(hù)的管理程序。
3. 信息安全性:具有 EVITA FULL 支持的最先進(jìn)的 HSM。
4. 嵌入式存儲(chǔ)器:符合 AEC-Q100 0 級(jí)的相變存儲(chǔ)器高達(dá) 40MB PCM,數(shù)據(jù)保留高達(dá) 165°C。它支持 Software-Over-The-Air 來管理多個(gè)固件映像。方便的 eMMC 接口提供額外的外部存儲(chǔ)。
5. 通信:通過其豐富的汽車接口進(jìn)行多總線路由,包括以太網(wǎng)、CAN-FD 和 LIN CAN-FD、以太網(wǎng)、LIN、DSPI、FlexRay。
6. 工作溫度:保證在 -40 至 150C 范圍內(nèi)完全運(yùn)行。
SR6 G7系列Stellar集成MCU:32 位 Arm Cortex-R52、Cortex-M4 汽車MCU 6x 內(nèi)核、硬件虛擬化、20.5 MB NVM(帶有 2 個(gè) 19.5 MB“OTA X2”存儲(chǔ))、HSM、ASIL-D。它們可滿足域控制器和 ECU 中聯(lián)網(wǎng)自動(dòng)更新和電動(dòng)汽車架構(gòu)的高度集成要求,具有卓越的實(shí)時(shí)性和安全性能(具有最高的 ASIL-D 能力)。
●德州儀器TI Jacinto 7處理器
Jacinto處理器平臺(tái)基于TI數(shù)十年的汽車系統(tǒng)和功能安全知識(shí),具有強(qiáng)化的深度學(xué)習(xí)功能和先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)處理,以解決高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)和汽車網(wǎng)關(guān)應(yīng)用中的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。該平臺(tái)系列中首先推出的兩款汽車級(jí)芯片,即應(yīng)用于ADAS的TDA4VM處理器,以及應(yīng)用于網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的DRA829V處理器,包含用于加速數(shù)據(jù)密集型任務(wù)的專用加速器,如計(jì)算機(jī)視覺和深度學(xué)習(xí)。此外,TDA4VM和DRA829V處理器還包含支持功能安全的微控制器(MCU),使得汽車廠商(OEM)和一級(jí)供應(yīng)商能夠用單芯片同時(shí)支持ASIL-D高安全要求的任務(wù)和功能。這兩款芯片共享一套軟件平臺(tái),使得開發(fā)人員能夠在多個(gè)車輛域的應(yīng)用中重用大量軟件投資,從而減輕了系統(tǒng)的復(fù)雜度和開發(fā)成本。
TDA4VM處理器集成雙核64 位 Arm Cortex-A72 微處理器子系統(tǒng),性能高達(dá) 2.0GHz、22K DMIPS,具有強(qiáng)大的片上數(shù)據(jù)分析的能力,并與視覺預(yù)處理加速器相結(jié)合,從而使得系統(tǒng)性能更高效。汽車電子工程師可用來開發(fā)前置攝像頭應(yīng)用,使用高分辨率的800萬像素?cái)z像頭,幫助車輛看得更遠(yuǎn)并且可以加入更多駕駛輔助增強(qiáng)功能。此外,TDA4VM處理器能夠同時(shí)操作4到6個(gè)300萬像素的攝像頭,同時(shí)還可以將雷達(dá)、激光雷達(dá)和超聲波等其他多種感知處理融合在一個(gè)芯片上。這種多級(jí)處理能力使得TDA4VM能夠勝任ADAS的中心化處理單元,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車應(yīng)用中的關(guān)鍵功能(如環(huán)繞視圖和圖像渲染顯示),同時(shí)增強(qiáng)車輛感知能力,實(shí)現(xiàn)360度的識(shí)別感知。
TDA4VM處理器適合以下應(yīng)用:高級(jí)環(huán)視和泊車輔助系統(tǒng);自主傳感器融合/感知系統(tǒng),包括攝像頭、雷達(dá)和激光雷達(dá)傳感器;單傳感器和多傳感器前置攝像頭系統(tǒng);下一代電子后視鏡系統(tǒng)。
Jacinto 7 DRA829 處理器基于 Arm v8 64架構(gòu),可提供高級(jí)系統(tǒng)集成,以降低汽車和工業(yè)應(yīng)用的系統(tǒng)成本。集成式診斷和功能安全特性滿足 ASIL-B/C 或 SIL-2 認(rèn)證/要求。集成式微控制器 (MCU) 島無需使用外部系統(tǒng)MCU。該器件具有千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)和 PCIe 集線器,可支持需要大量數(shù)據(jù)帶寬的網(wǎng)絡(luò)使用情況。最多四個(gè)Arm Cortex-R5F子系統(tǒng)可管理低級(jí)的時(shí)序關(guān)鍵型處理任務(wù),并且可使 Arm Cortex-A72 不受應(yīng)用的影響。對(duì)Arm Cortex-A72 的雙核集群配置有助于實(shí)現(xiàn)多操作系統(tǒng)應(yīng)用,而且對(duì)軟件管理程序的需求非常低。
五家國產(chǎn)車規(guī)級(jí)MCU廠商
●芯旺KungFu內(nèi)核32位車規(guī)級(jí)MCU KF32A156
芯旺微電子(ChipON)是一家聚焦于汽車級(jí)、工業(yè)級(jí)混合信號(hào)8位/32位MCU和DSP芯片的IC設(shè)計(jì)公司,十多年來基于自主KungFu處理器架構(gòu)開發(fā)高可靠、高品質(zhì)的MCU器件。芯旺從2009年便開始投入高可靠性MCU器件的研發(fā)設(shè)計(jì),是大中華區(qū)最早可提供Grade 1級(jí)工作溫度范圍且內(nèi)置100萬次擦寫壽命EEPROM的車規(guī)級(jí)MCU原廠之一。2012年KungFu車規(guī)級(jí)MCU開始廣泛應(yīng)用于汽車后裝市場。2015年發(fā)布第二代基于KungFu8內(nèi)核的汽車級(jí)MCU,同時(shí)引入AEC-Q100器件可靠性測試規(guī)范,進(jìn)入汽車前裝市場。2019年發(fā)布已量產(chǎn)多年且得到大批量裝車驗(yàn)證的17款滿足AEC-Q100可靠性認(rèn)證的8位MCU,同年還量產(chǎn)了基于KungFu32內(nèi)核的32位車規(guī)級(jí)MCU,進(jìn)入汽車中高端市場。
KungFu內(nèi)核32位車規(guī)級(jí)MCU KF32A156特性參數(shù)如下:
1. 自主內(nèi)核:KungFu32內(nèi)核、3級(jí)流水線、120Mhz主頻、60uA/Mhz動(dòng)態(tài)功耗;
2. 存儲(chǔ)器:512KB ECC Flash、64KB ECC RAM、4KB 雙端口ECC RAM、支持程序CACHE;
3. 通訊接口:2*CAN-FD(兼容CAN2.0)、1*CAN2.0、4*USART(LIN)、4*SPI(I2S)、4*IIC;
4. 豐富數(shù)?;旌腺Y源:增強(qiáng)型ECCP、高精度EPWM可實(shí)現(xiàn)74ps的精度控制、3路獨(dú)立ADC、12bit DAC、3路CMP、ECFGL可編程邏輯門控制單元;
5. 功能安全機(jī)制:ECC Flash/RAM、PM電源管理單元、3個(gè)看門狗模塊、多ADC總線、CRC32/16的數(shù)據(jù)校驗(yàn)、AES128硬件加解密單元;
6. 汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn):符合16949質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的晶元和封測產(chǎn)線、符合AEC-Q100 Grade 1級(jí)可靠性測試標(biāo)準(zhǔn)。
開發(fā)板實(shí)物圖:
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市場應(yīng)用:車身控制器BCM、車燈控制系統(tǒng)、空調(diào)/智能座艙控制系統(tǒng)、儀表控制系統(tǒng)、車門座椅控制系統(tǒng)等。
核心競爭優(yōu)勢:核心車規(guī)產(chǎn)品線KF8A和KF32A兩大系列型號(hào)近50款之多,具備良好的一致性和穩(wěn)定性,滿足汽車市場復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)用要求,符合AEC-Q100汽車質(zhì)量認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),廣泛覆蓋車身控制、汽車電機(jī)與電源、汽車照明和智能座艙四大應(yīng)用場景,涵蓋整車MCU用量的80%左右,已大量進(jìn)入汽車前裝市場,與上汽大眾、陜汽、長安、吉利、東風(fēng)、福田、長城、北汽、安波福等建立合作伙伴關(guān)系。
●杰發(fā)科技AC781x系列車規(guī)級(jí)MCU
杰發(fā)科技(AutoChips)自主研發(fā)的芯片產(chǎn)品涵蓋車載娛樂信息系統(tǒng)Soc(IVI)、車聯(lián)網(wǎng)Soc(V2X)、智能座艙SoC(e-Cockpit)、車載音頻功率放大器(AMP)、車規(guī)級(jí)微控制器(MCU)、胎壓監(jiān)測專用傳感器芯片(MEMS)等。其中,已經(jīng)通過AEC-Q100 Grade1車規(guī)認(rèn)證的32位MCU AC7811于2018年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),目前已批量應(yīng)用于車身電子控制零部件 (BMS, OBC等),并與國內(nèi)幾大主流車廠(長安、長城、BYD等)實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈導(dǎo)入。同時(shí),杰發(fā)科技自主研發(fā)的第二代車規(guī)級(jí)MCU AC7801x系列也已于2019年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),在豐富產(chǎn)品系列的同時(shí),擴(kuò)大了AutoChips MCU在車身應(yīng)用的范圍,在車身控制、傳感器、車燈及電機(jī)控制領(lǐng)域?yàn)榭蛻籼峁┝烁咝詢r(jià)比的選擇。此外,可滿足功能安全認(rèn)證的AutoChips第三代車規(guī)MCU—AC7840x系列即將推出,該款產(chǎn)品采用ARM Cortex-M4內(nèi)核,滿足ISO26262 ASIL-B標(biāo)準(zhǔn),工作溫度支持-40℃~125℃,采用48~176Pin多種封裝,可覆蓋目前傳統(tǒng)燃油車及新能源車大部分車身MCU高端應(yīng)用范圍。
AC781x系列MCU是基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的車規(guī)級(jí)MCU,主要應(yīng)用于汽車電子和高可靠性工業(yè)領(lǐng)域。AC781x符合AEC-Q100認(rèn)證規(guī)范,具備出色的EMC/ESD能力。其特性參數(shù)如下:
1. ARM Cortex-M3內(nèi)核,up to 100MHz
2. 單周期指令32位乘法器
3. 增強(qiáng)型閃存加速引擎
4. 兼容CAN2.0B x2, HW LIN x1, UART LIN x1
5. 車規(guī)標(biāo)準(zhǔn):AEC-Q100 Grade 1
6. 工作溫度:-40℃~125℃
7. 工作電壓:2.7~5.5V
8. ESD:HBM 8KV,CDM 750V
9. 128位唯一識(shí)別碼(UUID)
10. 封裝信息:LQFP80、LQFP64。
汽車應(yīng)用方案及原理圖
1. BCM
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2. 汽車儀表應(yīng)用
?通用開發(fā)板
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●賽騰微ASM3XA車規(guī)級(jí)MCU
賽騰微擁有ASM87A與ASM3XA兩大系列、多款通過AEC-Q100認(rèn)證的車規(guī)級(jí)MCU,以及配套的高壓LDO、LED 驅(qū)動(dòng)芯片和MOSFET/IGBT等功率器件,已經(jīng)成功應(yīng)用于汽車LED動(dòng)態(tài)流水燈、車載無線充電器及車窗玻璃升降器、智能雨刮等汽車電子零部件中,并批量供貨給多家知名汽車廠商。
ASM3XA系列車規(guī)32位MCU,基于ARM Cortex M0+內(nèi)核,具有16K/32K/64K Flash、4K/8K SRAM,內(nèi)、外部高/低頻可選,兩種低功耗模式,支持RTC從Deep Sleep喚醒,具有兩路標(biāo)準(zhǔn)UART、一路低功耗UART,SPI/IIC標(biāo)準(zhǔn)通訊接口,7通道12位1MSPS高速采樣ADC,硬件CRC-16模塊,6通道16位/32位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,支持RTC計(jì)數(shù)及萬年歷功能,具有0.8uA超低靜態(tài)功耗,支持ISP在線編程和唯一碼識(shí)別。
市場應(yīng)用及解決方案
ASM3XA系列具有高性價(jià)比、低功耗及豐富的內(nèi)部資源等優(yōu)勢,可廣泛用于車窗防夾、智能雨刷控制、座椅調(diào)節(jié)、汽車空調(diào)面板控制等領(lǐng)域。基于ASM31AX003車規(guī)級(jí)32位M0主控MCU和寬電壓輸入車規(guī)級(jí)LDO的完整雨量光線傳感器控制方案,在國內(nèi)多家乘用車、卡車和無人工程車上批量使用,整體方案性能卓越,可靠性高。
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開發(fā)工具
為方便用戶基于ASM系列MCU開發(fā)應(yīng)用系統(tǒng),賽騰微電子開發(fā)了專用的ASM-LINK仿真器和ASM-SinPro編程器。ASM-LINK仿真器是一款自研兩線仿真器,可用于ASM系列8位和32位MCU的仿真調(diào)試,支持Keil集成編譯環(huán)境,支持單步、全速運(yùn)行,支持對(duì)Flash編程和加解鎖。ASM-SinPro編程器支持脫機(jī)編程、在線編程,芯片燒錄時(shí)可對(duì)芯片頻率進(jìn)行校準(zhǔn),支持滾動(dòng)碼燒錄,編程次數(shù)可設(shè)置,程序可加密,同時(shí)也加連接燒錄機(jī)臺(tái)實(shí)現(xiàn)高速自動(dòng)燒錄。
核心競爭優(yōu)勢:賽騰微在汽車電子領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)劃也愈加明確,以主控MCU為核心,輔以配套功率器件與電源管理芯片,為車身控制、車載電子以及新能源汽車電控系統(tǒng)提供套片平臺(tái)方案,形成了獨(dú)有的“MCU+電源管理+功率器件”的平臺(tái)式套片與模組方案的汽車芯片業(yè)務(wù)新模式。
●琪埔維半導(dǎo)體XL6600系列車規(guī)級(jí)MCU
琪埔維半導(dǎo)體(Chipways)是一家專注于汽車智能傳感和控制芯片的IC設(shè)計(jì)公司,現(xiàn)已掌握汽車級(jí)霍爾傳感器芯片、汽車級(jí)微控制器芯片(MCU)、車聯(lián)網(wǎng)V2X通訊芯片以及針對(duì)新能源汽車電池管理(BMS)的多節(jié)電池組監(jiān)視器芯片(AFE)等一系列智能汽車傳感和控制芯片的關(guān)鍵核心技術(shù),并獲得多項(xiàng)專利。
XL6600系列芯片是一顆滿足AEC-Q100和ISO26262汽車安全ASIL B的車用微控制器芯片,基于32位ARM Cortex-M3內(nèi)核,主頻可達(dá)104Mhz,專注于低功耗和高性能,并針對(duì)成本敏感型應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。該款MCU提供具有可擴(kuò)展性的解決方案,適合于車身電子的廣泛應(yīng)用。此外,還支持MDK等開發(fā)工具,提供BLDC電機(jī)控制等參考設(shè)計(jì),幫助客戶快速入手。
特性參數(shù)
1. 應(yīng)用廣泛:滿足汽車車身電子系統(tǒng)的使用需求,支持2.7V~5.5V的電壓范圍,可支持-40℃~125℃的溫度應(yīng)用范圍;
2. 低功耗:多種省電模式(
slow-down/sleep/stop/wake-up);
3. 高性能:提供基于ARM的經(jīng)濟(jì)高效的解決方案,各業(yè)務(wù)模塊功能強(qiáng)大;
4. 高安全性和可靠性:集成過溫保護(hù)、短路保護(hù),時(shí)鐘故障檢測等,具有強(qiáng)大的電磁兼容性和高安全ESD等級(jí);
5. 滿足嚴(yán)格的汽車測試AEC-Q100可靠性標(biāo)準(zhǔn)要求;
6. 滿足ISO26262汽車安全ASIL B標(biāo)準(zhǔn)要求;
7. 支持48/64/80 LQFP三種封裝形式。
開發(fā)工具
●自主工具平臺(tái)Chipways Studio,提供IDE、編譯器、調(diào)試器和插件
●同時(shí),支持MDK、IAR等開發(fā)IDE工具
●軟件開發(fā)工具包(SDK),診斷系統(tǒng)
●內(nèi)核自測庫
●SWD等Debug &trace
驅(qū)動(dòng)軟件
●標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)STD
●AUTOSAR:MCAL及其配置工具
中間層和應(yīng)用
●汽車常用控制算法和電機(jī)控制庫
●電機(jī)控制等車身控制的參考設(shè)計(jì)
MCU硬件開發(fā)板
市場應(yīng)用:車身控制(BCM),車內(nèi)空調(diào)控制(HVAC),BLDC電機(jī)控制,車窗/天窗/車門,座椅/后視鏡/雨刮器,后備箱/安全帶控制、其他通用應(yīng)用等。
●比亞迪半導(dǎo)體BF7006AMXX系列車規(guī)級(jí)MCU
比亞迪半導(dǎo)體的車規(guī)級(jí)MCU采用高可靠性的車規(guī)級(jí)制造工藝,嚴(yán)格按照AEC-Q100 Grade1質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)測試認(rèn)證,遵循IATF16949體系下生產(chǎn)管控流程。其8位和32位內(nèi)核系列MCU的安全等級(jí)可最高達(dá)到ISO26262 ASILB標(biāo)準(zhǔn),已大規(guī)模用于電動(dòng)車窗、電動(dòng)座椅、雨刮、車燈、儀表、后視鏡、車鎖等多種汽車通用控制。
BF7006AMXX 作為一款滿足汽車AECQ100 GRADE1 品質(zhì)等級(jí)的32 位通用MCU,依照ISO26262 ASIL-B 等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求設(shè)計(jì);其內(nèi)部集成CAN、LIN、UART 等多種通信模塊,多路計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器及PWM 功能,并包含有高精度ADC,存儲(chǔ)支持EEPROM 即時(shí)數(shù)據(jù)保存等多種通用模塊。封裝形式為LQFP64、LQFP48、TSSOP28,適合如電動(dòng)車窗、電動(dòng)座椅、雨刮、車燈、門鎖等多種汽車電子車身控制應(yīng)用。
BF7006AMXX 芯片系統(tǒng)組成如下圖:
BF7006AMXX 芯片主要資源如下表:
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*免責(zé)聲明:本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個(gè)人觀點(diǎn),貞光科技二次整理,不代表貞光科技對(duì)該觀點(diǎn)贊同或支持,僅為行業(yè)交流學(xué)習(xí)之用,如有異議,歡迎探討。
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