面向域控架構(gòu)的高性能MCU分析

Aurix 第三代TC4X和Stellar G(本文簡(jiǎn)稱Stellar)

本文目錄：

TC4X和Stellar G概覽

內(nèi)核和存儲(chǔ)單元

安全性

通信外設(shè)

虛擬機(jī)支持

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TC4X和Stellar G概覽

時(shí)間維度，TC4X和Stellar系列的啟動(dòng)時(shí)間應(yīng)該相差不大，預(yù)計(jì)是2017~2018年之間； TC4X采用了22nm工藝，Stellar基于28nm工藝，均定位在下一代汽車E/E架構(gòu)中域控制器的主控MCU 核心是：更高的算力，更高的安全，更豐富的資源，更快的通信外設(shè)；

TC4X框圖

Stellar G系列框圖

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內(nèi)核和存儲(chǔ)資源

TC4X沿用了其自研的TriCore CPU內(nèi)核，采用了更新的1.8版本，基于22nm工藝的主頻在500MHz，最高支持6個(gè)內(nèi)核，由TriCore可實(shí)現(xiàn)的算力達(dá)到了8000DMIPS Stellar采用了ARM當(dāng)前主流的Cortex-R52+內(nèi)核，基于28nm工藝的主頻，預(yù)計(jì)主頻在400MHz，最高也是6個(gè)內(nèi)核 TC4X的HSM內(nèi)的核用的也是TriCore 1.8 (TC3X用的是Cortex-M3)，Stellar沒(méi)有說(shuō)明，可能是Cortex-M4F也可能是Cortex-R52 存儲(chǔ)資源方面 TC4X最高20MB PFlash，1024+128KB DFlash，3166+6144KB的SRAM，支持外擴(kuò)xSPI的Flash Stellar內(nèi)置20.5 PCM Flash（1MB For HSM），640KB DFlash (128KB For HSM)，9280KB SRAM； TC4X和Stellar均支持2個(gè)BANK，可同時(shí)讀寫(xiě)的Flash，方便滿足未來(lái)汽車OTA的需求

為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算加速，TC4X內(nèi)置了一個(gè)PPU(基于Scalar Core，支持向量運(yùn)算)，Stellar則增加了2個(gè)Cortex-M4F的內(nèi)核，用于數(shù)據(jù)加速傳輸及預(yù)處理 （不是一個(gè)目的的加速，TC4X是為了AI，Stellar則是為了提升數(shù)據(jù)處理效率）

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安全性

安全，在汽車中至關(guān)重要 TC4X和Stellar均可支持功能安全ASIL-D級(jí)別，支持HSM Evita Full，支持MPU進(jìn)行存儲(chǔ)訪問(wèn)權(quán)限的配置 TC4X每個(gè)外設(shè)通道都有訪問(wèn)保護(hù)（Access Protection），其實(shí)現(xiàn)的原理是給每個(gè)SRI總線master分配一個(gè)master tag ID， 每個(gè)外設(shè)通道都可以設(shè)置允許哪些master可以訪問(wèn)該通道。

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通信外設(shè)

TC4X在通信外設(shè)方面，支持2個(gè)5Gbps的以太網(wǎng)+4個(gè)10/100MHz的以太網(wǎng)； 另外，為了加速外設(shè)之間的數(shù)據(jù)吞吐，TC4X 增加了CRE/DRE，CAN到Ethernet的轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)最少可以到15us，CAN到CAN的轉(zhuǎn)發(fā)延時(shí)最少可以到5us

Stellar通信外設(shè)方面，支持2路10/100/1000Mhz Ethernet； 其他通信資源對(duì)比表格如下：

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虛擬機(jī)支持

TC4X和Stellar均支持虛擬機(jī)和Hypervisor

Hypervisor是一個(gè)中間軟件層，用于在虛擬機(jī)之間劃分處理、內(nèi)存和通信資源，并將同時(shí)運(yùn)行的虛擬機(jī)調(diào)度和遷移到不同的資源上。

虛擬化的一個(gè)主要用途是整合需要不同操作系統(tǒng)，以及相同操作系統(tǒng)的不同版本的ECU功能。

TC4X Hypervisor