軟體定義車輛趨勢底定 車用即時處理器再升級

作者 : Anthea Chuang,EE Times Taiwan

汽車電子電氣化種種的演進,以及軟體定義車輛(SDV)概念的興起,自然都將要求現有的微控制器(MCU)、即時處理器具備更高的效能。

近幾年傳統汽車開始朝電子/電氣化、自動化、更豐富的車內娛樂系統…等方向演進。其中,車輛電氣化架構發展後,傳統的分散式架構,已逐漸朝向域(domain)和區域(zonal)控制的兩層平行架構邁進;此外,軟體定義車輛(Software Define Vehicle,SDV)概念的興起,也影響著電子電氣化架構的發展脈動。而汽車電子電氣化種種的演進,自然都將要求現有的微控制器(MCU)、即時處理器具備更高的效能。

恩智浦半導體(NXP Semiconductors) 車載處理器資深市場經理余辰杰表示,隨著導入車輛中的電子元件越來越多,傳統的平面架構,是透過很多分散式的電子控制單元(ECU)來一一控制各個子系統;如此一來,不僅每個子系統就需要一個微控制器或是處理器,整體反應時間也會因各個子系統自行傳遞而增加,對於高度重視安全性的汽車產業來說是無法接受的。因此,為了提高車輛安全性,並因應越來越多的電子元件進入車輛,如何有效管理子系統的需求,傳統的分散式架構開始朝向域和區域融合控制架構演進。

 

汽車電子電氣化架構向軟體定義車輛演進歷程。

(來源:恩智浦半導體)

 

域和區域兩層平行控制架構可為高度電子化的車輛帶來更多的優勢。余辰杰說明,「區域」是以物理位置為單位,將子系統進一步整合,再由中央運算力集中處的「域」來統整運算,這樣的架構可以實現集線器(wiring harness)連接最佳化,大幅降低車內佈線與纜線成本及重量、簡化車輛功能的整合,還可簡化功能域中的軟體整合、高效支援軟體定義車輛,且以軟體為中心的方案,將可推動智慧汽車發展與更新,為車廠創造新的商機。

也由於這樣的架構演進已成為大勢所趨,因此需要能提供更高效能、應用間隔離(application isolation)和記憶體擴展功能的新型處理器。有鑑於此,恩智浦推出新一代S32Z和S32E即時處理器系列,以協助汽車產業加快整合各種即時應用,進而實現域控制、區域控制、安全處理和車輛電氣化。余辰杰介紹,新的處理器由台積電(TSMC)代工,採用16奈米(nm) FinFET製程,其中,S32Z處理器適合用安全處理、域控制和區域控制;S32E處理器適用於電動車控制和智慧驅動。

值得注意的是,S32即時處理器系列產品藍圖已規劃5nm解決方案。余辰杰解釋,從未來汽車產業的發展來看,目前的域/區域控制架構最終會走向全集中式架構,對於處理器運算能力的需求勢必水漲船高。而半導體製程節點越低,意味著晶片將具備更高的運算力、更低的功耗、更短的延遲…等等優勢,因此從16nm直接躍進至5nm製程,可讓恩智浦的產品更能順應汽車市場變化所需。

舉例來說,目前16nm製程的S32Z、S32E應可支援Level 3的自動駕駛車輛運算需求;而未來的5nm製程方案,將可支援至Level 4~5。余辰杰並透露,恩智浦與博世(Bosch)深入合作,針對車輛請下一代電子架構進行規劃,促成比嵌入式NVM微控制器效能更高兩倍的S32Z、S32E即時處理器的誕生;5nm製程處理器的設計規劃亦和博世協作,目前已進入試產階段,將可協助客戶設計符合未來需求且功能更全面的軟體定義車輛。

本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2022年9月號

 

 

 

 

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