5nm工艺，16核心？MCU高性能汽车的发展趋势

12-14 11:33

电子爱好者网报道(文章 / 汽车，梁浩斌) MCU 和 SoC 近年来，随着智能汽车的发展，界限越来越模糊。例如过去汽车上的电动座椅只有四个方向的调节，但是现在 12 向调整已经是标准，甚至有些车型的座椅上有脚托、零重力模式、各种按摩模式等。越来越多的电机在座椅上带来更高的性能要求，给压力。 MCU。

所以在各厂商的产品策划中，性能更高 MCU 这是一个重要的方向，高性能 MCU，能更好地适应“软件定义汽车”的概念。恩智浦今年甚至推出了一款使用的产品。 5nm 制程的汽车 MCU，当然，定位意味着一些“战争未来”，面向汽车中央计算领域，如车载中央控制器的即时应用、车载中央控制器的处理应用等。本文收集了目前国内外主流厂商最新的高性能汽车 MCU 商品，看看各家对未来的汽车。 MCU 发展趋势都有哪些思考？

恩智浦

恩智浦的车 MCU 目前的产品线主要是基于 Arm 内核的 S32 系列，在 2022 2008年，为满足当前智能汽车电子电气架构的需要，恩智浦推出了智能汽车。 S32Z 和 S32E 高性能系列 MCU 商品。两种产品类型由两个核心组成，Cortex-R52 分核 / 锁步Cpu，可用于多租户软件集成；锁步 Cortex-M33 Cpu，可以用于系统管理。与此同时，该系列Cpu具有安全性 MCU 确定性生活的关键，提供多核、实时处理和核心到引脚硬件虚拟化，DSP/ML 处理、通信加速和硬件安全，ISO 26262 ASIL D 千兆级以太网交换机功能安全，有助于实现软件对汽车的定义，减少软件集成的复杂性，提高安全性。

其中 S32Z S32E适用于安全处理和区域控制，适用于电动汽车控制和智能驱动。以及过去汽车中使用的安全性 MCU 相比，S32Z 和 S32E 使用了 16nm 工艺，主频高达在软件定义汽车时代，1GHz在功能上具有很大的优势，可为对实时处理性能要求较高的新型汽车架构提供性能基础。

当然，今年 3 月恩智浦推出 S32N 这一系列产品，官方宣称是“非常集成的车载Cpu”，但从规格上来说，这一产品的定义确实不容易。 MCU 还是 SoC。目前 S32N 这个系列只有官方公布 S32N55 一个产品，从路线图未来还会有三个产品推出，面向不同的应用。

S32N55 选用 5nm 制程，搭载 16 一个可分锁步 Cortex-R52@1.2GHz 两个锁步，核心 Cortex-M7 核心，内置 48MB SRAM、3MB 系统内存 SRAM 和 4MB 二级缓存 SRAM。闪存采用外置设计，S32N55 内置两通道 NVM 支持串行、四线和八线的接口 NOR 存储器，支持 eMMC 5.1 NAND 闪存和 SD 卡 /SDIO 闪存，同时具有扩展内存的功能。 LPDDR4X 闪存和 LPDDR4X/5/5X DRAM 接口。

S32N555针对未来软件定义汽车趋势在虚拟化和功能安全方面有很多升级，包括硬件隔离和虚拟化，适用于隔离混合和关键应用，以及从核心到引脚的虚拟硬件隔离技术，可以防止影响。

系统管理器来源 Cortex-M7 Cpu锁步核心组成，负责管理功能安全；硬件为共享资源提供抗干扰和虚拟服务质量。 ( QoS ) 机制：通过本地反应保持故障影响集成。 ECU 等级；每个集成运行时的工作方式、安全停止和复位 ECU 单独控制，减少造成的原因 SoC 故障数量的复位。同时 S32N55 根据 ISO26262 ASIL D 开发功能性安全认证流程。

通讯方面 S32N55 配置也相当豪华，包括 24 个 CAN FD、2个 CAN XL、10 个 LIN 和 1 个 2 通道 FlexRay ® 接口，还有两个以太网 MAC，每一个工作频率都是 10Mbit/s 至 2.5Gbit/s，同时支持 PCI Express Gen 4 x1/x2。但是目前 S32N55 还处于样品阶段，恩智浦还没有透露准确的大规模出货节点。

英飞凌

英飞凌的汽车 MCU 产品分为 AURIX、TRAVEO、PSoC 其中有三个系列 TRAVEO、PSoC 使用 Arm Cortex -M 核心，AURIX 那是英飞凌自己的 32 位 RISC 架构 TriCore 核心。目前 AURIX 系列最新的 MCU 商品今年正式开始大规模生产。 TC4xx 系列。

过去，TC4xx 前代产品系列 TC29X/TC39X 他们都是电动汽车的熟客，作为汽车 MCU 其中价格最高的产品系列之一在智能驾驶区域控制和主驱动控制模块上的出场率非常高。我们之前也发表过一篇文章，“为什么很多国产智能驾驶区域控制都使用英飞凌？ TC397？"

而最新的 TC4XX 适用于下一代电动交通，ADAS、汽车 E/E 结构与人工智能（AI）"商品，它的变化很值得关注。

TC4xx 技术迭代系列的核心，是内置的 NVM 采用全新的阻变形内存。 NVM 存储器（RRAM），相比过去的 eFlash，RRAM 不但满足了高读写速度和存储密度的需要，而且延迟可以减少。 1000 两倍，可以满足未来智能驾驶的高实时动态吞吐量，也有更高的可靠性。

另外，主频和核心都有所升级，搭载最高值 6 个 TriCore v 1.8@500MHz 包括并行计算模块的核心和一系列加速器。 ( PPU ) 、数据路由引擎 ( DRE ) 、cDSP、雷达信号控制部件，安全加速器 ( CSRM/CSS ) 等。

与此同时，电影上的内存升级到最高。通过优化，25MB A/B 实现零关机交换分区和外部内存接口。 SOTA 支持。搭载新 eGTM 记时器和高分辨率 PWM，实现低延迟互联 ( LLI ) 。接口方面也有所增加 5Gbps 以太网和带宽 PCIe 等待高速通信接口，以及新的支持 CAN-XL 和 10BASE T1S 以太网等。TC4面向软件定义汽车的应用xx 还支持 CPU 虚拟化。

汽车当然是安全的 MCU，TC4XX 符合 ASIL D 标准，包含 CSRM 和 CSS 安全集群提供了增强的安全性能。然而，与恩智浦相比，英飞凌在工艺流程上并没有那么激进，TC4xx 或者是沿用完善的 28nm 制程。

国内制造商的高性能汽车 MCU

高性能汽车 MCU 领域，中瑞萨，目前国际制造商，TI 等等，好像没有太强的跟进计划，瑞萨最近却推出了一款。 3nm 的 R-CAR X5H SoC，提供高达 200TOPS 高计算能力，面向 ADAS、汽车信息娱乐等应用，重心似乎转向了高性能计算平台。

但是在软件定义汽车的时代，MCU 仍然是不可或缺的一部分，而国内也有一些。 MCU 制造商正在布局高性能汽车 MCU 商品。

比如今年 7 月底，国芯科技宣布其新一代汽车电子高性能 MCU 新产品 2PTCFC3012 成功的流片和测试。据悉，CCFC3012PT 就是基于国芯科技的自主性 PowerPC 架构 C*Core CPU 新一代多核核心研发 MCU 芯片适用于智能汽车辅助驾驶、智能驾驶舱和高集成度域控制器。与英飞凌相比，它可以广泛应用于智能驾驶和智能驾驶舱域控制器。 TC397/TC399 系列 MCU。

2PTCFC3012 集成了 10 个 C3007 其中包括核心 6 个主核和 4 一个锁步核，应该 CPU 核流水线采用双发射，DMIPS 性能达到 2.29/MHz；安全系数方面，2PTCFC3012 硬件安全嵌入 HSM 模块，支持 Crypto/SM2/AES/SM4 等待国际和国密算法，能支持安全启动和 OTA，并且遵循汽车电子 Grade1 等级，信息安全 Evita-Full 级别，功能安全 ASIL-D 设计和生产等级。

与英飞凌相比也是如此 TC39X 还有旗芯微 FC7300 最高搭载系列 3 个 Cortex-M7@300MHz 核心，其中 2 内置锁步核 8MB P-Flash 256K D-Flash，以及 1.1MB SRAM。就接口而言 10 个 CAN-FD 口，1 一个千兆网口并支持它 TSN 功能。并通过 AEC-Q100 Grade 1 级别认证，满足 ASIL-D 功能性安全等级。

芯驰科技 E3 系列汽车 MCU 又是我们国家的高性能汽车 MCU E3的代表之一整个产品系列集成 ARM Cortex R5 及 ARM Cortex R52 CPU 并最高配备 4 锁定步主核，主频最高 800MHz，在这些产品中，最高规格产品配置接近 5MB 的片内 SRAM 和高达 16MB 高性能嵌入式存储。支持通信外设 CAN-FD、LIN、FlexRay、 USB 和千兆以太网 TSN 等。支持通信外设 CAN-FD、LIN、FlexRay、 USB 和千兆以太网 TSN 等。E3 系列 MCU 也通过了 ASIL D 等级功能安全验证，目前已在一些底盘应用中量产。

总结

在车辆 Zonal 在结构趋势下，软件定义汽车概念更为重要，而高性能则更为重要。 MCU 未来的汽车电子电气架构也将有更高的性能要求，更多的核心，更先进的工艺技术都是未来的汽车。 MCU 这是一个重要的发展方向。同时，软件定义了汽车的需求，MCU 还将更加重视硬件虚拟化技术。

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