車(chē)用MCU：面臨安全智能化挑戰 向多核化發(fā)展

　　隨著(zhù)我國汽車(chē)產(chǎn)量突飛猛進(jìn)的增長(cháng)，尤其是轎車(chē)產(chǎn)量占汽車(chē)總產(chǎn)量的比例大幅提高，我國汽車(chē)微控制器(MCU)市場(chǎng)也在持續增長(cháng)，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機控制、音響設備、安全氣囊和傳輸管理系統等諸多領(lǐng)域都需要MCU，汽車(chē)已經(jīng)成為MCU重要的應用市場(chǎng)之一。

　　應用需求多樣

　　高中低產(chǎn)品各有分布

　　車(chē)用市場(chǎng)已經(jīng)成為中國整體MCU市場(chǎng)中最重要的組成部分，之所以出現這種狀況，一方面得益于汽車(chē)產(chǎn)量及汽車(chē)電子占比的快速增加，根據iSuppli公司的預測，2014年到2018年間，中國汽車(chē)產(chǎn)量增長(cháng)率都將維持在8%~10%左右，中國汽車(chē)年產(chǎn)量很快將突破3000萬(wàn)輛。相對來(lái)說(shuō)，2013年中國平均每輛汽車(chē)的控制器(MCU/MPU)成本約為45美元，而同時(shí)期美國平均每輛汽車(chē)的控制器為140美元左右，可見(jiàn)成長(cháng)空間十分巨大。另一方面是因為車(chē)用MCU在汽車(chē)中的應用呈現出多樣性，從簡(jiǎn)單的車(chē)燈控制到復雜的發(fā)動(dòng)機控制、汽車(chē)遠程通信實(shí)現，高、中、低端MCU在汽車(chē)中都可以發(fā)揮作用。“MCU的發(fā)展趨勢是與汽車(chē)電子系統的需求密切相關(guān)的。通常我們把汽車(chē)電子系統分成四類(lèi)，車(chē)身和安防電子(包括門(mén)窗、座椅、空調、燈光等)，汽車(chē)娛樂(lè )與信息系統(包括收音機、導航儀、汽車(chē)儀表等)，汽車(chē)底盤(pán)和安全系統(包括安全氣囊、剎車(chē)、倒車(chē)安全、主動(dòng)安全等)，動(dòng)力系統(包括發(fā)動(dòng)機、變速箱等)。不同的系統對MCU的要求是不同的，也就決定了車(chē)用MCU的多樣性。”飛思卡爾亞太區汽車(chē)微控制器市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)總監易生海表示。

　　多樣化的需求對車(chē)用MCU的開(kāi)發(fā)也提出多種要求。車(chē)用MCU的應用具有多樣性，從動(dòng)力總成、車(chē)身、安全到新能源汽車(chē)，不同的應用對MCU的內存、工作頻率、使用/安裝環(huán)境等都各有不同。兆易創(chuàng )新GigaDevice MCU產(chǎn)品經(jīng)理金光一介紹：“動(dòng)力總成應用中，要特別注重系統的高安全及高可靠性;在安全系統中，如ADAS高級駕駛員輔助系統，對MCU的實(shí)時(shí)性、可靠性、容錯處理能力及接口能力要求更高;在車(chē)身應用中，比如車(chē)窗、車(chē)燈，則對MCU的通信及功能集成度有不同要求。未來(lái)汽車(chē)MCU的高中低端將會(huì )由應用來(lái)決定。而應用的多樣性決定了車(chē)用MCU也將朝著(zhù)多樣化的趨勢發(fā)展。”

　　但是，金光一同時(shí)也指出：“過(guò)去我們經(jīng)常談到高中低端MCU多是指32、16或8位MCU。近幾年來(lái)，隨著(zhù)半導體工藝技術(shù)的發(fā)展，32位MCU的性?xún)r(jià)比大幅提升，而汽車(chē)電子系統也向更高復雜度和更高性能方向發(fā)展，采用32位微處理器也已成為趨勢。”

　　“可以將車(chē)用MCU的應用趨勢做如下概括：第一， 與汽車(chē)安全相關(guān)的系統，包括動(dòng)力系統、底盤(pán)系統、安全系統、部分的汽車(chē)車(chē)身控制器，新的設計都參考了ISO26262標準，會(huì )大規模地采用多核32位處理器。第二，汽車(chē)娛樂(lè )系統會(huì )和消費類(lèi)應用緊密結合，相應的硬件和軟件平臺會(huì )擴展到汽車(chē)系統，將基于A(yíng)RM的芯片，比如飛思卡爾的i.MX6系列。我們看到最近Google發(fā)布了AndriodAuto系統，推廣Andriod系統在汽車(chē)電子中的應用。第三，車(chē)廠(chǎng)介入汽車(chē)平臺開(kāi)發(fā)，AUTOSAR軟件架構會(huì )促進(jìn)市場(chǎng)加速32位MCU的應用。第四，車(chē)身電子等一些標準的邏輯控制類(lèi)應用，我們會(huì )看到M0、M4得到大規模的應用，包括飛思卡爾公司推出的 Kinetis EA系列產(chǎn)品。”易生?？偨Y。

　　面臨安全、智能化挑戰

　　多核化成趨勢

　　在車(chē)用MCU應用領(lǐng)域呈現多樣化發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域對MCU的需求各有不同的情況下，多核化需求變得越來(lái)越多，成為MCU未來(lái)的一個(gè)重要發(fā)展方向。

　　“汽車(chē)電子面對當代全球化的節能、安全和智能化的挑戰，每個(gè)挑戰的背后都有汽車(chē)半導體的創(chuàng )新，每一個(gè)汽車(chē)電子的創(chuàng )新都要通過(guò)MCU的運算控制功能來(lái)實(shí)現。相比其他領(lǐng)域對MCU應用的要求，汽車(chē)控制系統中對MCU的要求更加苛刻，既有速度和性能上的要求，又有保證系統的可靠性和安全性的要求，同時(shí)，其應用的環(huán)境極為惡劣，工況又極為復雜，多核MCU是一個(gè)有效的應對方案。”金光一認為，“為滿(mǎn)足新一代汽車(chē)電子系統對運算速度、性能和安全方面的特別要求，兆易創(chuàng )新推出全新Cortex-M3內核架構MCU，可完成多任務(wù)復雜運算功能。”

　　易生海表示：“MCU結構的設計大體上反映了市場(chǎng)需求和對成本(芯片、軟件)的共同要求。汽車(chē)MCU同構和異構多核，是針對不同的情況講的。如果一個(gè)系統有好幾種功能，而功能要求芯片處理能力類(lèi)似，同構的系統就會(huì )比較好;但是如果一個(gè)系統有兩種不同的功能，一個(gè)做圖像處理，一個(gè)做HMI控制，異構結構就會(huì )更具優(yōu)勢。”