恩智浦S32車用即時處理器 加速軟體定義汽車願景

作者: 廖專崇
2022 年 08 月 22 日

恩智浦半導體(NXP Semiconductors)推出兩款全新處理器系列,S32Z和S32E協助汽車產業加快整合各種即時應用,實現域控制(Domain Control)、區域控制(Zonal Control)、安全處理和車輛電氣化,電子元件/功能不斷導入車輛設計,域控制與區域控制能整合與簡化越趨複雜的汽車電子設計。該系列產品導入現階段車用MCU最先進的16奈米(nm)製程,可滿足L3~L4功能,下一代產品將採用5nm製程,瞄準更先進的L4~L5自駕功能的系統需求。

恩智浦推出S32汽車平台全新產品組合S32Z與S32E即時處理器系列,推動實現新一代軟體定義汽車

兩款處理器在應用上各有所長,恩智浦半導體車載處理器資深市場經理余辰杰表示,S32Z處理器適用於安全處理、域控制和區域控制,而S32E處理器適合用於電動汽車(xEV)控制和智慧驅動。S32Z和S32E處理器軟體相容,有助於實現軟體定義汽車(Software-defined Vehicle),降低軟體整合複雜度,並增強安全性。

各大汽車廠商均重視汽車電子架構設計朝向域架構和區域架構演變的趨勢,整合車用電子元件的功能設計,簡化半導體架構,並幫助其集線器(Wiring Harness)連接最佳化,降低成本和整體重量。同時能透過更具可擴展性、更低成本、且以軟體為中心的方案,推動智慧汽車發展與更新。此巨大轉變需要能夠提供更高效能、應用間隔離(Application Isolation)和記憶體擴充功能的新型處理器,以支援軟體定義汽車和未來創新。

汽車電子電氣化架構向軟體定義汽車演進

整個汽車生態系統需要進行深度協作,才能設計出具有下一代軟體定義汽車所需效能和確定性行為(Deterministic Behavior)的即時處理器。NXP與車電一級供應商(Tier 1)博世集團(Robert Bosch GmbH)進行緊密合作,Bosh表示,S32Z和S32E處理器的效能提高了兩倍,兩款新處理器系列具備整合平台的特性,帶有LPDDR4 DRAM和快閃記憶體,具擴充性記憶體。

恩智浦S32Z和S32E處理器的功能比現有汽車微控制器更全面。余辰杰指出,新型處理器系列擁有8個具備拆分-鎖定(Split-Lock)支援特性的Arm Cortex-R52處理器核心,工作頻率達1GHz,能夠因應安全整合確定性以及高效能即時應用的挑戰。透過核心至引腳(Core-to-Pin)硬體虛擬化和資源防火牆,處理器對獨立的即時應用進行隔離,確保免受干擾。處理器提供64MB的整合Flash記憶體,以實現零停機時間的大規模無線遠端(over-the-air, OTA)升級,並且對於大型應用和AUTOSAR自我調整應用,支援LPDDR4 DRAM和原地執行(Execute-in-Place, XiP)模式的Flash擴充記憶體。支援24個CAN介面的通訊加速器(FlexLLCE)與支援時間敏感型網路(Time-Sensitive Networking, TSN)的Gb乙太網交換器,為虛擬ECU無縫提供汽車資料,進而提高效率,簡化軟體發展。硬體安全引擎(Hardware Security Engine, HSE)支援安全啟動、加速安全服務和金鑰管理。S32Z和S32E處理器透過ISO/SAE 21434網路安全認證以及ISO 26262 ASIL D功能安全認證。

S32E處理器增加了智慧驅動功能,採用進階計時器和高解析度類比數位轉換器(ADC)以及5V類比和I/O的形式,適合具備直接驅動電機控制的xEV整合應用。余辰杰說明,恩智浦預計於2023年開始量產S32Z系列,使用台積電(TSMC)16nm製程,並已規畫未來升級目標,下一代就將導入5nm的先進製程。

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