2022中国汽车论坛｜芯驰科技何旭鹏：高可靠、高性能车规MCU助力智能驾

2022年11月8日至10日，由中国汽车工业协会主办的第十二届中国汽车论坛在上海嘉定举行作为党的二十大后汽车行业的首次盛会，本届论坛以凝心聚力，蓄势待发为主题，设置了一场闭门峰会+一场会议论坛+16场主题论坛以汽车产业高质量发展为主线，与行业精英一起落实新精神，研判新形势，共商新举措其中，新驰科技市场总监何在11月9日下午举行的主题论坛三:汽车与芯片的融合与发展上做了精彩演讲

以下为现场演讲实录:

今天分享的主题是放开内核，你可以驰骋——高可靠高性能MCU助力智能驾驶稳定落地。我的发言主要分为四个部分:

首先我会介绍一下SINOCHI四核合一的产品体系，然后谈谈SINOCHI对汽车MCU未来发展趋势的看法，也介绍一下我们汽车MCU产品的概况，以及SINOCHI汽车调节MCU在汽车核心应用领域的项目落地。

伴随着汽车电子电气架构的发展，计算能力在智能驾驶舱，智能驾驶，智能网关或智能终端控制器领域变得越来越重要安全可靠的高性能中央计算+终端智能芯片是智能的核心有了这两个基础，才能实现整车智能化驰的整个产品体系和解决方案也是围绕这四个重要领域进行布局的，整体产品规划也瞄准了未来汽车电子应用的核心领域，也就是我们所说的四核合一，赋予汽车灵魂在智能驾驶舱方面，我们推出了Core X9，可以通过单个芯片同时驱动液晶仪表，中控，副驾娱乐，外接电子后视镜甚至后排娱乐屏幕，最多可以驱动十个高清显示屏，实现屏屏互动，满足未来驾驶舱的需求

智能驾驶方面，我们推出了Driving Core V9，计算能力强，可靠性高，接口灵活强大这类产品可以适应未来智能驾驶市场不断增长的计算能力需求，保障智能驾驶相关产品的应用

还有G9，网络的核心在新的汽车电子和电气架构中，越来越多的ECU需要通信和共享数据车辆线束的优化和通信性能的提高依赖于新一代汽车中央网关G9是一款面向汽车中央网关的车载级网络处理器，能够满足汽车中央网关的通信安全和性能要求

伴随着整车中央计算能力的不断提升，以及这种认知在全行业的确立，新驰认为真正实现整车智能终端智能芯片的计算能力也是非常重要的针对这样的市场需求，芯驰在今年4月推出了控制芯E3这样一款MCU产品填补了国内市场的空白，也是我今天介绍的重点

刚才我们介绍了四核融合的产品布局接下来我们就来说说这四个芯片如何面对未来的中央计算架构，或者说这四个芯片如何适应未来的汽车系统在这个问题上我们也有自己的看法

首先，我们认为未来的汽车有三个非常重要的部件，分别是中央计算单元，底盘和动力集成控制器，区域控制器。

图中紫色的是中央计算单元，需要为未来的智能驾驶舱和智能驾驶提供足够的计算能力这个计算能力既包括CPU提供的通用计算能力和实时计算能力，也包括GPU计算能力和NPU计算能力这部分将成为未来汽车的大脑

它有几个特点在未来，这样的中央计算单元可以在支持实现高性能智能座舱的同时，实现L2.99 ADAS功能的集成中央计算单元需要具有可扩展的计算能力根据座舱和车厂智能驾驶对计算能力的不同要求，提供相应的接口，灵活扩展该部分的计算能力

出于安全考虑，在功能安全MCU匹配的前提下，要求能支持ASIL—D级的最高系统安全功能级别这是未来汽车的大脑中央计算单元

图中黄绿色的部分是机箱和电源域的控制器，这部分以后会有很大变化除了众所周知的需要高实时，高可靠，高安全性的MCU计算能力，在未来的机箱领域，可能还需要使用机器学习，深度学习或者在通用高计算能力内核上部署一些更复杂的调优算法芯驰部署了E3控制核心和G9网络核心，提升未来机箱和电源领域的智能化水平

区域控制器是未来汽车的中枢神经，分布在车辆的各个区域可以为整车优化软硬件成本，同时在软件定义车辆的背景下，加快整车软件的迭代速度它是服务于未来智能汽车的重要框架和环节在这里，我们主要推广E3控制核心的MCU产品

下面是第二部分，我就说说新驰对未来汽车MCU的看法。

刚才我提到了汽车的中央计算架构要实现这样的中央计算架构，有两种智能芯片，一种是汽车的SoC，一种是汽车的MCU从数据上看，截至2020年，一辆车的SoC和MCU的总功耗处于不断提升的过程中芯驰认为，到2025年，SoC和MCU的总功耗将达到300kDMIPS我们相信，只有SoC和MCU同时达到如此高的计算能力水平，整车才能无瓶颈，均衡地智能化

你可以在中间的图中看到，红线是现在一辆普通车主MCU数量的统计可以看到，到2020年一辆车可能会有60个主MCU，但是伴随着汽车电子电气架构进一步向集中化演进，我们认为到2025年这个数字会减少，因为在域集成或者跨域集成的过程中集成了更多的功能到2025年，一辆汽车可能有20个主MCU，但每个MCU的计算能力将大大升级我们认为到2025年，汽车中主MCU的平均计算能力将达到15kDMIPS

从国际汽车MCU厂商公布的产品信息中也可以看到这样的产品，路标以及后续的R&D计划。

伴随着软件定义汽车时代的到来，我们相信这种高计算MCU在汽车上大规模应用的时代终将到来。

第三部分介绍了新驰的单片机产品。

刚才我提到了终端智能芯片的高计算能力发展趋势我简单说一下我们面对这种发展趋势如何定义MCU产品，需要考虑哪些点以及背后的逻辑和原因

首先，计算能力高2000年，一辆车的ECU代码总数是4000行到2020年，ECU代码总数已经达到1亿行，并且还在不断增加代码背后的计算任务被分配给MCU和SoC产品，MCU也需要很高的计算能力同时，伴随着汽车电子电气架构的演进，原来的MCU只是一个很小的控制器，现在会集成更多的功能，比如车辆控制，热管理等此时对MCU芯片中的计算能力要求更高

Chi在定义系列MCU产品时，配置了多达5个可独立运行的内核，最高频率可达800MHz，满足计算能力需求。

第二部分是大容量可扩展内存。

刚才我提到了软件功能的提升未来汽车越来越多的软件功能不仅会对计算能力造成压力，也会对存储造成压力从市场情况我们可以看到，现在一些汽车厂商做的区域控制器使用的都是10MB以上的MCU flash，未来规划中存储使用量还会继续增加

另一类控制器，如智能驾驶中的卫星导航，惯性导航等，会有更多的卫星定位操作，对RAM的需求会达到6MB甚至更多的级别这么大的片内RAM，市面上的车规MCU产品很难找到在这种情况下，需要灵活的高性能接口来扩展Flash和RAMCore所有的MCU产品都有XSPI高速总线，可以通过地址存储器映射进行扩展

第三部分是高功能安全。

这也是大家都知道的无论是现在的分立ECU，还是未来新的电子电气架构下的ECU，功能安全都是非常重要的尤其是未来新的电子电气架构包含了很多功能，不可避免的涉及到安全相关的功能这时候MCU就需要支持安全功能的能力核心E3系列产品是按照SEooC开发的MCU产品，功能安全最高级别到ASIL—D，有了这样的产品我们再做系统集成，研发周期和成本会更好

第四点是信息安全。

汽车智能化时代，单片机存储的个人信息越来越多，同时信息交互也越来越多在软件定义汽车时代，很多功能都是SOA开发的，这意味着MCU有大量的数据和服务传输在E3系列产品中，新驰配备了信息安全模块同时支持地方国家机密和商业机密相关算法，会做相关认证

汽车法规认证是汽车MCU非常重要的一点刚才很多嘉宾都提到了这一点，这其实关系到整个产品的可靠性和可用性根据单片机产品终端应用对温度的不同要求，驰对汽车仪表进行了严格的认证，认证到汽车1级，汽车2级等不同的汽车仪表温度等级

最后但同样重要的是，一些新的和更丰富的通信外设以区域控制器为例目前，有比通常更多的传感器和致动器被连接到区域控制器这时候就需要大量的CAN和LIN接口来实现这种连接同时，在新的电子电气架构中，百兆或千兆以太网以骨干网的形式存在于未来的汽车中，以太网成为非常重要的通信方式

伴随着智能汽车和智能驾驶的落地，对现有外设提出了越来越多的新要求比如在智能驾驶中，需要精确的时间同步和帧的复制删除，所以有些TSN协议功能需要芯片硬件，以太网控制器在硬件层提供支持

目前中化规划的以太网在所有系列产品中都支持TSN协议。

核心E3产品外设丰富在最大的情况下，我们在一个芯片上提供24个CAN—FD，16个LIN和两个千兆以太网TSN，FlexRAY接口，以满足未来的汽车电子资源

说完了产品设计思路和考虑事项，我们想看一下新驰汽车的MCU产品规划。

根据芯片的功能安全级别，车辆法规的认证温度级别和不同的应用，我们分为三个子系列虽然它是三个子系列，但它们共享基本软件和工具链

左边是可靠性高的MCU该系列产品的MCU通过了ASIL—D认证，具有汽车1级的温度等级其主要应用包括新能源汽车的三大电动系统，如VCU，电机驱动和BMS，以及现在流行的自动驾驶和高级辅助驾驶控制器在新的汽车电子和电气架构中，我们的一些大型封装产品适用于区域控制器和网关应用还包括流行的底盘控制器，如电动助力转向，悬架系统或底盘的域控制

是一个中间显示MCU市场上做这类产品的人相对较少整个产品通过了ASIL D级认证，汽车压力表的温度等级为2级它的应用是比较确定的一方面是2D超高清液晶表，另一方面，它是一个外部电子后视镜，取代了物理后视镜它有低显示延迟和功能安全的要求，还有一个平视显示控制器

右边是车身的MCU，这里的功能安全级别认证为ASIL—B，温度为汽车2级，针对更多的应用，包括TBOX，车身控制，空调，照明等等可以看到，整个系列从单核到三对可拆卸双核锁步产品都有，频率从300MHz到800MHz，是一个很大的产品系列

刚才我们提到我们的产品有功能安全认证这里特别提一下我们的四核合一概念

芯驰一直致力于过程系统和认证。我们这里说的四证如下:

首先是ACQ—100认证，我们所有的车规产品都有证书，第二个是ASIL ISO26262 D功能安全过程认证所有的功能安全产品都必须在工艺认证的基础上进行研发，最终才能获得功能安全产品认证功能性产品认证，这里不同的产品达到不同的水平我们的SOC产品出来的比较早，已经取得了ASIL—B的产品认证证书，MCU还在取得ASIL—D证书的过程中，预计2023年可以完成这个任务

然后就是信息安全相关的认证，国家秘密和商业秘密的认证驰推出的网关芯片，集成了国家机密和商业机密的功能，认证达到国家机密一级我们的单片机标准更高，会让它成为国家机密的二级

在最后一部分，我主要介绍了MCU产品在汽车电子应用中的落地情况，以及在此类落地项目中凸显的产品价值。

在这里，我列举了主要的应用，简单介绍给大家。

首先是高级辅助驾驶和自动驾驶的控制器这种控制器需要高性能的SoC，离不开MCU凭借其高计算能力，大存储容量和对功能安全的支持，池的MCU现在赢得了更多的落地项目通常，我们的MCU的作用包括传感器连接，执行调控算法，电源管理和系统的功能安全监控

除了智能驾驶的核心应用，我们还有自动驾驶相关的应用，比如车载激光雷达在主流激光雷达厂商中，依靠两千瓦以太网TSN的外设配置，帮助国内大型厂商实现激光雷达系统的成本优化，大大增加了产品的竞争力，加速了激光雷达产品在汽车上的落地

然后是高精度定位盒，这是一个需要大量内存和计算能力的ECU它的功能是利用卫星数据计算卫星定位卫星定位的精度和刷新的频率越高，智能驾驶就能做的越好它要求MCU具有更高的计算能力和存储，我们凭借这两个特性在几家PBOX厂商实现了该项目

底盘领域，我们做的比较多的是电动助力转向，悬挂控制器，底盘领域控制器机箱域有一个很大的变化，就是走向线控和域控在变化的过程中，对单片机的需求也发生了变化很多机械和液压装置会和控制器解耦，因为有导线代替，所以ECU的集成会发生在底盘领域，这就需要高性能的MCU产品这是我们将来在这里会有更多机会的主要原因

然后是权力领域大家都熟悉三大动力系统，BMS，电机控制，VCU我们在实地有许多项目尤其是BMS市场的反馈非常好得益于我们的高性能产品布局，我们可以在BMS中实施更复杂的功率测量和平衡算法最终实现的效果是整个电池组的可用功率得到了最大化，从而带动了整个BMS产品经济效益的提升

然后是区域控制器和主体控制器这类应用客户通常需要大量的IO控制大家都把这个ECU做得越来越大凭借创新的解决方案，新驰使用我们的E3 MCU帮助客户实现了多IO设计

还有刚才提到的三个应用首先，是液晶仪表新驰提供的2D液晶仪表分辨率为1920x720，刷新率为60帧整个表演非常酷用单片机实现2D液晶仪表可以支持安全功能的实现我们的芯片由一系列安全组件支持，如安全手册和功能安全软件库，并能在显示关键环节上支持功能安全级别至ASIL—B

另外就是外接电子后视镜，我们已经提供了参考设计主要设计是低延迟，延迟越低，用户体验越好，安全性越高我们现在达到的延迟水平是20ms，这是非常出色的，这要归功于核心芯片内部与显示相关的硬件加速器

驰的MCU电子后视镜可以支持功能安全的实现，这是一个特点点。

最后，平视显示现在HUD产品的普及率在不断提高我们的特点是芯片内部集成了硬件畸变引擎，将图像畸变后投射到挡风玻璃上，由单个芯片完成整个系统的BOM有优势

现在，我们还在与许多Tier1和OEM厂商探索更多的应用我们相信未来汽车领域会有更多的合作和创新点，可以用我们的E3MCU创造更多的成功故事

现在，新驰E3的产品已经达到量产出货的状态感谢汽车同行对我们新驰的支持和厚爱，希望新驰的产品更加闪耀，推动汽车智能化改造和智能汽车的量产

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