汽车半导体技术升级悄然展开

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车载网络引领各系统MCU创新

如今CAN/LIN等车载网络标准在汽车中应用兴起,未来FlexRay、MOST等应用也在悄然展开,成为未来汽车电子市场热门的应用之一。瑞萨科技自动车事业部自动车应用技术部主任技师宇野重雄表示,各种系统通过CAN/LIN等标准网络进行连接进行协调控制,可进一步提高控制精确度。汽车内各种系统承接这一走势,并融合自身发展,对MCU等关键器件演绎了新的要求。

宇野重雄介绍,随着安全系统向着预防安全性与碰撞安全性不断融合的发展趋势,因而需要MCU有更强的处理性能、更大容量的RAM、高速12位A/D、小型封装,因而对高性能且大容量的内置闪存的MCU的需求逐步提升。在安全气囊领域,未来几年将呈现其能提供翻转保护、行人保护及与主动安全系统合作的趋势,此外安全法规的不断提高、增多的点火装置和传感器不断要求MCU有更高的性能,将集成闪存、ASRB2.0解决方案等(ASRB2.0是由SAFE-by-Wire Plus协会建立的LAN协议,实现了LAN在安全气囊系统中的应用)。

在底盘系统,将可实现联合控制即动力传动+刹车+EPS,并引进3相马达和安全功能(如加强故障探测功能),并且与高速网络系统一致等成为未来方向,这要求MCU为32位,速率为40MHz-80MHz,并集成3相马达计时器和12位A/D。

仪表板系统发展趋势一方面是面向图形的多语言/大尺寸LCD,并带网关功能,呈现高端及低端两极化发展趋势,高端须与CIS整合。这也需要内置CAN的32位MCU,速率达40MHz-64MHz,以及面向图形的外部总线I/F。

日前,车身系统已从原来的机械系统转为电子控制以提升舒适度,未来将整合车身控制、车载LAN,并趋于标准化。在器件需求上,需要提供适合高中端/中低端应用的平台,需要高性能32位MCU,集成CAN或LIN接口,并可实现小型化封装。

在这些领域,飞思卡尔、ST、英飞凌、瑞萨等都全力备战,积极应对。瑞萨科技系统解决方案统括本部自动车事业部副部长山内直树表示,未来高度集成、内置闪存和模拟-数字混合处理、小型封装以及灵活的软件开发环境等成为MCU为下一代ECU创新必不可少的要素。

发动机管理系统强调灵活性

动力系统是汽车的核心部件,而发动机管理系统可谓重中之重,其创新性体现在如何实现架构的灵活性。

作为创新动力总成应用的先驱,ST可持续提供符合严格排放标准并提高性能的产品。ST汽车事业部市场策略经理Alberto Coen表示,在发动机管理系统中,ST的策略是可提供ASIC、专用产品、MCU和标准产品,从而灵活满足不同客户的需求。近日ST开发出多缸引擎管理系统解决方案,基于ST10F27X系统控制器、L9708和L9741两颗智能功率器件的低成本控制单元,L9741进行电源和信号调节,L9708进行功率驱动。ST还提供开发的引擎控制系统的控制策略和软件,以及软件的智能空燃比控制器。

Alberto Coen介绍,此解决方案的灵活性在于客户很容易在其引擎上使用带有功率驱动和信号调制的开放平台,对ST的智能功率器件进行测试,因而只用3颗芯片可实现满足欧Ⅲ、欧Ⅳ标准的四缸四冲程引擎控制系统。从而带来以下优势:固件平台完全模块化,可裁减,使用符合AUTOSAR架构的底层驱动;保证所包括模块的可移植性及软硬件的可裁减性;提供独立于硬件平台的应用层;可设置引擎运行时的操作模式。

随着混合动力等下一代新动力能源解决方案在北美、日本和中国等地的兴起,将引发对半导体器件新一轮需求的增长。Alberto Coen表示,在传统动力总成系统中,半导体成本平均为40美元,而在混合动力总成中,半导体成本则上升至140美元,其中传感器约占6%,智能功率器件约16%,功率晶闸管/IGBT为65%,电流控制6%,MCU为7%。未来混合动力市场将进一步分化半导体供应商的市场表现。

信息娱乐系统重在提高开发效率

车载信息娱乐系统如今已成为多功能集成的载体。瑞萨科技自动车事业部自动车应用技术第二部业务经理林勇表示,车载信息娱乐系统的最新趋势有两个方向:在OEM模式方面,可作为一个全面的汽车信息终端拥有更强大的定位能力;在后装模式,则是增强的娱乐特性和对各种多媒体的支持。具体体现在三个方面:一是娱乐和更多的可视化;二是成为辅助驾驶和网络系统的一部分,这需要通过超高速总线连接;三是图像识别和高性能3D图形控制器功能。

这对半导体供应商带来了如何根据客户不同功能要求加快产品面市的挑战。瑞萨通过在同一总线体系结构上与CPU并列构成外围功能IP,通过将OS、中间件、驱动器软件共享化来提高开发效率,软件共享可使开发工时降低一半,提高可靠性。瑞萨在提高SH单核性能的同时,一边控制功耗的增加,一边开发提高性能的多CPU内核技术;同时为了支持多种高中低端不同应用,在推进多媒体的软件控制。

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