近年来,随着汽车制造技术以及电子技术的不断发展和进步,嵌入式系统也因为体积小、功耗低、较高的集成度及稳定性等诸多特点,被广泛应用在汽车制造行业,这也极大的推动了汽车的智能化发展。
嵌入式系统是一种专用的计算机系统,可以作为装置或者设备的一部分。一个嵌入式系统装置一般由嵌入式计算机系统和执行装置组成,嵌入式计算机系统是整个嵌入式系统的核心,包括硬件层、中间层、系统软件层和应用软件层。
上述提到的硬件层包含嵌入式微处理器、存储器(SDRAM、ROM、Flash等)、通用设备接口和I/O接口。嵌入式微处理器大多工作在为特定用户所专用设计的系统中,它将通用CPU许多由板卡完成的任务集成在芯片内部,从而有利于嵌入式系统在设计时趋于小型化,同时还具有很高的效率和可靠性。
谈到嵌入式在汽车方面的解决方案,赛普拉斯则是一家值得关注的半导体公司,在接受电子发烧友采访的时候,赛普拉斯半导体汽车电子事业部亚太区市场总监文君培先生介绍,公司目前可为汽车仪表,车身电子,ADAS,车联网,车机互联以及人机互动等应用都有提供嵌入式处理器,存储器,集成处理器的无线传感器,触控传感器以及满足AUTOSAR的固件模组等解决方案。
赛普拉斯半导体汽车电子事业部亚太区市场总监文君培先生
推出最新汽车微处理器(MCU)
2018年3月20日,赛普拉斯官方公众号发布消息表示,公司在车身电子市场开始重点发力,已经正式推出了Traveo第二代32位Arm汽车微控制器(MCU),将目标市场定位在车身控制中。在接受电子发烧友采访的时候,赛普拉斯半导体汽车电子事业部亚太区市场总监文君培先生表示,Traveo第二代产品主要针对车身电子以及数字仪表的应用。
TVII-B-E系列车身解决方案
赛普拉斯的汽车级嵌入式处理器解决方案主要为Traveo系列产品,与上述第二代产品有所不同,其第一代产品主要是作为模拟仪表以及10.25英寸以下的数字仪表的主处理器,它是基于ARMCortexR5F的核,主频240MHz,支持2MB集成存储器,接口方面除了支持CANFD,还支持以太网、SHE加密、2D和3D的图像处理。
在谈到TraveoII的主要功能优点的时候,文君培先生详细介绍了以下几大特性,扩展性好、处理能力强、支持多种功耗模式、支持FOTA远程升级功能以及内嵌式固件模组满足AUTOSAR架构等。
首先来看扩展性,TraveoII产品具有丰富的规格系列,可以满足不同的应用需求,内嵌Flash从低端256kB到8MB,内核都是基于ARM架构,从单核M4到双核M7,pin脚从48pin到320pin,封装也提供LQFP以及BGA不同封装以应对不同生产工艺需求。赛普拉斯目前最先推出的有1MB,2MB以及8MB的产品。
其次是高性能处理能力,TraveoII产品支持多核架构,除了单核M4或者双核M7,TraveoII处理器还内嵌了一颗M0+,可以用来处理加密相关单元。此外,产品性能也从原来第一代的400DMIPS提升至了1,500DMIPS。
第三,TraveoII产品还支持多种低功耗模式,特别是在深度睡眠的模式只有35uA,文君培先生强调,这个功耗在同类处理器中目前是做得最低的。
第四,TraveoII还支持FOTA远程升级功能,且TraveoII产品的硬件特性也能很好的支持FOTA功能的实现,譬如支持HSM加密单元,内嵌存储器基于eCT40的技术,支持以太网及CAN-FD接口,另外还支持多种外接存储器eMMC/QSPI/HS-SPI等。
第五,TraveoII产品的内嵌式固件模组都是满足AUTOSAR架构,并符合功能性安全的要求,目前推出的产品系列都满足ASIL-B的要求,而且满足ASIL-D也在产品的路线规划当中。
所以TraveoII车身系列处理器基于提升的处理能力,加强的加密单元,丰富的外设接口,超低的电源功耗以及能够复用软件单元,可以广泛地应用在各种车身电子应用中,譬如电动座椅、门窗控制、车灯控制、网关、车联网模块控制以及无钥匙门禁系统等。
涉足自动驾驶领域
文君培先生表示,自动驾驶技术的发展,对嵌入式处理器提出了更高的要求。因为需要处理更多更复杂的应用,对于运算能力需要更强,比如需要集成AI相关的应用、数据加密等级要求更高、功能性安全等级要求更高、需要支持更丰富的接口外设,因为需要从连接的电子模块采集更多的数据,如激光雷达、毫米波雷达、摄像头、GPS、无线连接模块、V2X模块以及4G/5G通讯模块等。
在处理多任务、支持复杂外设以及低功耗等要求上,单靠一颗多核的强大处理器来处理,整个效率和效果是不够理想的,所以再强大的主处理器都需要结合一颗协处理器来管理外设接口、数据加密以及电源管理等基础而又关键的功能。
另外,在自动驾驶等级较高的时期,汽车电器架构会出现更多电子模块,所以各个电子模块就都需要一个强大的MCU,而集成AI等复杂算法的SoC可以专注在子网络协调和用户应用层的数据处理。赛普拉斯的TraveoII嵌入式处理器,则可以非常契合整个自动驾驶系统对于子电子单元处理器的要求。
事实上,赛普拉斯在自动驾驶领域应用比较多的产品是存储器SemperNORFlash系列。据文君培先生表示介绍,该产品系列能满足ASIL-B功能性安全要求,数据擦写次数超过1百万周期以及长达25年保存期,自带诊断及纠错能力,另外,该产品还具有高性能的数据读取,读取带宽达到400MB/每秒,支持外部JEDECxSPI及HyperBUS存储器接口。
在自动驾驶领域,大部分的主流平台譬如Mobileye,Nvidia,NXP等都在参考设计中用到赛普拉斯的NORFlash,目前在汽车应用领域,赛普拉斯的NORFlash占有超过63%的市场份额。
总体而言,赛普拉斯汽车级别MCU的应用领域主要集中在模拟仪表、中小尺寸数字仪表、车身电子控制上。此前,因为在专属领域持续投入,贴近客户需求,提供定制化的嵌入式解决方案,帮助客户缩短开发周期及成本,赛普拉斯在模拟仪表市占率一直领先。在汽车仪表市场全面向数字仪表演变的当下,赛普拉斯的Traveo产品系列也能够很好的满足主流数字仪表的尺寸区间(集中在5英寸到12.3英寸)。
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