汽車制造廠商在提高汽車安全性、智能化和能源效率方面臨的諸多挑戰(zhàn)，正在推動(dòng)汽車電子不斷發(fā)展。電子器件仍然是汽車市場中增長最快的部分，大大超過了機(jī)械、氣動(dòng)裝置和液壓裝置。而作為電子控制模塊(ECM)基礎(chǔ)的高集成度MCU產(chǎn)品則正在扮演著越來越重要的角色。此外，隨著市場對于汽車舒適、娛樂等應(yīng)用的需求日益增長，也要求MCU集成更多的功能。 ECM的基石

Willie Fitzgerald：Microchip汽車電子市場的大部分收入都來自基于閃存的高集成度MCU，這類器件也是電子控制模塊(ECM)的基礎(chǔ)。

電子控制模塊在一些關(guān)鍵的應(yīng)用中變得越來越普遍，系統(tǒng)完整性因此成為一項(xiàng)關(guān)鍵因素。對于一些非重要性應(yīng)用，如果發(fā)生故障最多只會(huì)導(dǎo)致一些不便，但對于事關(guān)安全的應(yīng)用，一旦發(fā)生問題就可能導(dǎo)致事故，有時(shí)甚至?xí)斐扇藛T傷亡。汽車中的關(guān)鍵安全應(yīng)用主要包括氣囊控制、防滑剎車和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向、線控駕駛、線控油門、線控剎車和線控轉(zhuǎn)向。ECM在汽車中大量的使用，需要一種滿足完整性要求的分布式智能系統(tǒng)，可以在功率預(yù)算緊張的情況下使用，這就要采用一種基于低成本MCU的監(jiān)控機(jī)制，作為系統(tǒng)看門狗(watchdog)。“看門狗MCU正在我們的市場開發(fā)中發(fā)揮著重要作用，”Microchip公司汽車產(chǎn)品部產(chǎn)品營銷總監(jiān)Willie Fitzgerald說道?！霸谠S多關(guān)鍵安全應(yīng)用中的MCU具有大量共同特點(diǎn)，如16～32位計(jì)算能力、支持大內(nèi)存(通常為256KB或者更大)、具有零故障可能性等等?！? 他舉例指出，具有CAN接口和USART/Enhanced USART的高性能8位MCU可滿足汽車對于主節(jié)點(diǎn)的要求，而對內(nèi)存的要求與封裝尺寸則取決于軟件功能、CAN軟件堆疊和硬件I/O要求。另外從屬節(jié)點(diǎn)功能通常屬于低性能但具有成本效益的8位微控制器的范圍?！耙话愣?，滿足I/O需求要采用14至28引腳封裝，程序內(nèi)存可以從2KB至16KB，這完全取決于控制功能的復(fù)雜程度。” USB MCU 在汽車安全、智能性得到滿足的同時(shí)，市場對于車載信息娛樂系統(tǒng)的要求也逐漸提高。目前汽車電子應(yīng)用中，車載音響系統(tǒng)開始采用USB技術(shù)，提供面向便攜式電子存儲(chǔ)設(shè)備如閃存盤、iPod等的數(shù)據(jù)接口，滿足消費(fèi)者播放存儲(chǔ)在上述媒介中音頻、視頻數(shù)據(jù)的需求。NEC電子大中國區(qū)汽車電子產(chǎn)品市場總監(jiān)趙明宇指出，傳統(tǒng)的車載音響系統(tǒng)主要以CD作為音視頻存儲(chǔ)主要方式，但隨著便攜影音技術(shù)的進(jìn)步，各種具有海量存儲(chǔ)功能的便攜娛樂設(shè)備如MP3播放器等出現(xiàn)并迅速普及，如何將便攜式產(chǎn)品中的信息與車載娛樂系統(tǒng)共享成為車載音響設(shè)備提供商面臨的一項(xiàng)難題?！耙虼司哂蠻SB功能的MCU便應(yīng)運(yùn)而生了?！? 意法半導(dǎo)體大中國區(qū)汽車電子部總監(jiān)劉建宏也表達(dá)了同樣的觀點(diǎn)，但他強(qiáng)調(diào)，消費(fèi)者除了可以通過USB增強(qiáng)汽車音頻系統(tǒng)功能外，還可以通過USB來完成黑匣子或者診斷功能?！暗绾卧谄嚰墑e管理這些USB是每一個(gè)半導(dǎo)體廠商都面臨的挑戰(zhàn)?！? NEC電子針對這類市場應(yīng)用推出了面向數(shù)字音響的AE系列MCU產(chǎn)品，除了能夠支持閃存盤或iPod等設(shè)備的音視頻數(shù)據(jù)播放，還提供了SD卡、藍(lán)牙等接口，同時(shí)通過將MP3、AAC等編解碼功能通過內(nèi)部硬件實(shí)現(xiàn)，在系統(tǒng)易用性方面得到很大提升。 多核MCU 隨著技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車OEM廠商也在汽車中引入了大量新興概念。一些前衛(wèi)模塊，如自動(dòng)泊車系統(tǒng)、自動(dòng)駕駛系統(tǒng)、危險(xiǎn)狀態(tài)自動(dòng)規(guī)避系統(tǒng)、高清多媒體系統(tǒng)等逐漸作為汽車功能的新選擇。一方面是汽車向著全智能化全信息化方向發(fā)展，另一方面大量的數(shù)據(jù)處理需求使得目前的芯片性能無法確保大規(guī)模數(shù)據(jù)傳遞和處理的實(shí)時(shí)性和有效性。如果僅僅是增加系統(tǒng)頻率，功耗會(huì)相應(yīng)大幅增長，而且對鎖向環(huán)的要求也就越高，抗電磁干擾的能力也同時(shí)下降。如何在高頻情況下保證高效節(jié)能？“多核MCU是當(dāng)前解決這個(gè)問題的一個(gè)最佳方案，”趙明宇表示?！岸嗪穗m然會(huì)導(dǎo)致總線競爭等問題，但是它所能達(dá)到的性能提升讓廠商感到滿意?！盢EC電子推出了幾款多核MCU，其中IMAPCAR系列集成了129個(gè)CPU，形成了CPU矩陣，提供更強(qiáng)大的性能，讓自動(dòng)巡航和路況自動(dòng)識(shí)別變得更容易更高效，而NaviEngine系列是4核結(jié)構(gòu)，集成了3D功能，使車內(nèi)多媒體系統(tǒng)集成度更加高，功能更加強(qiáng)大。 趙明宇補(bǔ)充指出：“作為模塊大腦的多核MCU自然不能缺少先進(jìn)的傳感器，目前國內(nèi)流行的以LIN總線為主的傳感器很可能會(huì)退出歷史舞臺(tái)，而基于CAN總線、FlaxRay總線的傳感器將會(huì)得到大規(guī)模使用?！? 意法半導(dǎo)體也推出了Accordo+、Normandik、Tesco等多核產(chǎn)品，用于汽車音響、娛樂信息、導(dǎo)航以及發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)?！岸嗪薓CU是復(fù)雜應(yīng)用的一個(gè)新趨勢，尤其是在車載多媒體系統(tǒng)中，多核極具成本價(jià)格優(yōu)勢，”劉建宏表示。

許木機(jī)：目前盛群半導(dǎo)體并未推出多核MCU，而是朝向系統(tǒng)多芯片封裝(SiP)的方向開發(fā)。

臺(tái)灣地區(qū)廠商盛群半導(dǎo)體專案副理許木機(jī)認(rèn)為，多核MCU通常是為了同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)不同演算與控制功能而產(chǎn)生，具備高速運(yùn)算與多任務(wù)系統(tǒng)效能，當(dāng)然，芯片本身與系統(tǒng)開發(fā)的成本與復(fù)雜度也會(huì)隨之增加。盛群的方向則是向系統(tǒng)多芯片封裝(SiP)方向發(fā)展，整合現(xiàn)有的IP，以最短的開發(fā)時(shí)間，提供最適用的MCU。 采用更少M(fèi)CU的系統(tǒng)方案將勝出？ 汽車網(wǎng)絡(luò)經(jīng)歷了最初的沒有電子模塊到擁有大量電子模塊的階段，但有人認(rèn)為不遠(yuǎn)的將來電子模塊的數(shù)量發(fā)展趨勢是降低。這樣一個(gè)看似很矛盾的事情，其實(shí)很合理。之所以要引入大量電子模塊，主要是因?yàn)檫^去電子模塊功能單一，廠家不得不為了每一個(gè)功能都設(shè)計(jì)一個(gè)電子模塊，成本高，維護(hù)費(fèi)用高，網(wǎng)絡(luò)龐大復(fù)雜且設(shè)計(jì)十分困難。隨著更高性能MCU的誕生，使得一個(gè)電子模塊可以有多種用途，這樣就精簡了網(wǎng)絡(luò)。NEC電子用于車身控制的V850es/Fx3系列就是這樣一個(gè)例子，它在滿足車載網(wǎng)關(guān)和BCM用途之外，還具備120度復(fù)雜電機(jī)控制等功能，可以代替一些子節(jié)點(diǎn)功能。 盛群半導(dǎo)體的許木機(jī)則表示，整合型系統(tǒng)級芯片是廠商追求的終極目標(biāo)，但在汽車電子領(lǐng)域，各類型子系統(tǒng)所要求的芯片特性各有不同，現(xiàn)階段整合型芯片并不一定保證是最佳性價(jià)比的方案。MCU芯片廠商在面對各類汽車電子系統(tǒng)時(shí)，必須要盡可能協(xié)助整車廠商，對各類機(jī)電系統(tǒng)與半導(dǎo)體工藝進(jìn)行有效結(jié)合，做出最穩(wěn)定與最佳性能的調(diào)配，才能使未來的系統(tǒng)級芯片開發(fā)完全達(dá)到預(yù)期效能，“當(dāng)然這是需要相當(dāng)長期的耕耘才能完成的目標(biāo)。”