恩智浦汽车芯片新思路:软件定义汽车、虚拟SoC、系统解决方案

2023-11-10 18:54:27 NancyZHOU,EETOP

电气化如今已然成为一个全球化议题。人们希望各种设备都能更具自我管理和自治的能力,拥有能实现思考和行动的系统。与此同时,不同的系统之间也需要能够进行相互的沟通与连接,从而更好地管理端到端的能源使用。以汽车为例,过去汽车只是一个交通的工具,而现在汽车成为了集成各种技术、能够移动的终端设备。再过几年,可能连汽车里的布置都与现在不同了。

 

今天,中国电动汽车的发展之快速令人惊叹。就好比当初谈到手机,十万曾经就是一个很大的量级,而现在汽车的制造都是几十万,并且正在向超百万的平台发展。恩智浦全球资深副总裁、大中华区主席李廷伟博士分享说:“OTA软件不断迭代,软件定义汽车汽车架构的简化都变成了现实。中国的客户是快鱼吃慢鱼,不是大鱼吃小鱼,速度至关重要


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李廷伟博士,恩智浦全球资深副总裁、大中华区主席


汽车正在重塑生态系统

 

近几年,受多重因素影响,市场环境一直在不断变化。这“变化”不仅仅影响了产品、技术认知,已经演化为一场突破性的、颠覆性的范式变革。这范式变革正在深刻改变整个行业,而所有这些因素最终还是归结于商业的本质即需要同时具备差异化规模化。

 

据恩智浦市场及销售副总裁、大中华区汽车电子业务总经理刘芳介绍,恩智浦于2022年在行业内推动了一个项目,即新能源客户赋能中心(ECEC)。这项服务致力于在芯片之外,帮助产业链的合作伙伴在产品的设计、规划、质量和生产制造上形成个性化的生产模式和高质量的产品,以及更可持续的设计、可靠性和测试验证的平台和方案。它是一个系统性的提升,而不仅仅是一个芯片、一个电子电气模组,换而言之,它不再是一个部件,甚至生产线。该服务最终提升的将是一个完整的产品,甚至可以是结构件所带来的整体的高质量、低成本以及高鲁棒性的最终产品。


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 刘芳,恩智浦市场及销售副总裁、大中华区汽车电子业务总经理


事实上,汽车行业正在重塑生态系统。传统的供应链然存在,但在整个市场所占的比重已经相对较小。现在的供应链更强调协作,必须与所有相关方共同合作,应对每次新出现的、能增加价值的参与者,包括软件供应商、芯片制造商OEM等,必须考虑如何合作,如何增协作,实现更加迅速的创新。

 

恩智浦希望能帮助客户重新定义汽车,一方面关于硬件,要简化重新配置计算,使汽车更加高性能,从而达到功能安全和信息安全。另一方面是关于软件,软件必须要有更宏大的思维,能够在云上进行虚拟的开发。恩智浦资深副总裁、汽车微控制器总经理Manuel Alves Mendes表示:“我们将持续地进行软件的部署,扩展到汽车的整个生命周期,同时优化软件和硬件的配合。”


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Manuel Alves Mendes ,恩智浦资深副总裁、汽车微控制器总经理


软件定义汽车

 

李廷伟博士分享说 恩智浦每年有52%以上的收入来自于汽车业务,我们在汽车领域中的MCU/MPU和非功率模拟器件都是全球第一。”作为创新的领先者,恩智浦希望能够跟随最新的趋势,成为其中关键的技术供应商。

 

说到软件会想到“向左转”、“向右延伸”。传统上说“向左转”,就是在有芯片出现之前就开始设计。为了要做到这一点,必须要有芯片的模块,包括虚拟的产品模块也必须要有供应。Manuel Alves Mendes分享说:“新的'向左转'的策略,则是不仅在芯片出现之前,即使是芯片出现之后,也可以用云上的虚拟环境进行合成来持续地改善和部署软件。”

 

为此,恩智浦与生态伙伴正在共同推进虚拟SoC。在虚拟的环境中进行升级,能够缩短整个发布周期,也能够在开发车辆的同时开发软件,这也是“向右延伸”的要义。虽然硬件已经存在了,但这么做速度仍快得多,而非重新去升级硬件,因此这是汽车软件开发的一种新现实。

 

李廷伟博士介绍说:“现在我们在芯片上往往集成五六十家不同的软件,并且这些软件集成后是商业化可用的,我们的客户可以直接更快捷地简化开发。”


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据介绍,恩智浦具体的软件开发围绕在雷达安全以及系统方面展开,而这一基础的平台就是恩智浦的S32产品组合。

 

系统级解决方案


当前,车辆架构正在发生巨大变化,以满足软件定义未来的要求。恩智浦建立的S32系列产品组合是集合软件和硬件的平台。平台的核心是围绕ARM核来构建架构,同时能涵盖多个技术节点,如功能安全,支持ASIL D标准等。在硬件方面,包括电源管理、不同需求的许可协议的物理连接,同时和以太网的切换来提供计算解决方案。

 

Manuel Alves Mendes介绍说7年之前我们就推出了这个平台,现在我们则使之成为一个完整的现实。一个真正的平台是可以涵盖各代技术来进行扩展的,这是我们多年来一直孜孜以求的目标。

 

为了实现软件定义汽车,这个平台的架构有三层:

  • 最上面一层是策略层,给车辆升级并进行软件的部署,负责车辆中的数据管理。这一层是非常典型的高性能计算组件,涵盖车载信息娱乐系统(IVI)和高级驾驶辅助系统(ADAS)。

  • 中间层是本地智能化信息系统,是关于优化的,实现制造的优化并进行软件的升级。据介绍,它不是关闭的,有更小的一些能够进行远程连接的传感器。

  • 此外整个的系统中还有一些从来没有变化的部分,比如车窗,都可以在这三层进行优化,让整个汽车行业变得更加便捷高效。

 

今天很多的计算系统是分散的,恩智浦在考虑的是不同的计算系统如何在车辆中整合。恩智浦认为,整合的解决方案能够更好的获取各种应用。如模拟能力加入到通用的MCU解决方案中,模拟的能力包括电源管理、通讯,以及在物理层的一些能力,同时还包括了电源MOSFET,这种可拓展的解决方案能让更多的IC实现相应的功能。这其实不是一件新的事情,基于市场需求的新解决方案已经成为了恩智浦S32组合的一部分。

 

此外,S32产品组合还有极强的可扩展性深度。从高端5纳米层级,一直到90纳米的集成解决方案,用户都能够在系统的底部驱动电机。并且软件完全可重复利用,还可以继续使用自己的开发基础设施。

 

当前汽车市场竞争激烈OEM希望获得更的市场份额。然而,竞争对手众多,汽车制造商面临着诸多重大挑战:愈发复杂的汽车架构、需要加快平台架构的上市速度、电气化解决方案的效率,以及成本。

 

Manuel Alves Mendes自豪的说:“纵观目前的市场,其他的产品都是ASIC类型的解决方案,我们也有这类产品,并且和S32的战略形成互补。S32平台,对于行业来说是独一无二的。因为不需要去重新设计和开发,我们能够帮助客户及客户的客户的研发更快、更可复用、产品更有鲁棒性。无论对我们还是对我们的客户,这都是真正的双赢。

 

恩智浦中国

 

李廷伟博士分享说:“在电气化领域,中国已经走在了世界的前列,不但是汽车中的电源管理、电子控制系统,还有车外所涉及到的储能、充电桩等等。电气化才刚刚开始,而中国在这一领域已经走在了全球的领先位置。”

 

那么,恩智浦如何助力中国汽车的发展呢?李廷伟博士表示,恩智浦所做的是基础建设一样的工作,就好比座舱里不一定有恩智浦,但是整车的架构里一定会有恩智浦的存在。恩智浦扎根中国已近40年的时间,从产品布局、研发投入、人员投入等,都非常重视中国市场 

 

日前,恩智浦又正式启动其在天津的“恩智浦中国电气化应用实验室”。据介绍,该实验室涵盖能源管理、电子电气架构、底盘、新能源电池、门级驱动和电池兼容等一系列的产品、技术、方案,以及可靠性试验的实验室环境。

 

刘芳分享说:“针对汽车,我们在整体战略上将更加聚焦应用领域,如新能源汽车中,高级辅助驾驶、自动驾驶里的传感器端、毫米波雷达、成像雷达,以及我们对未来电子电气架构的变革,软件定义汽车的理解等,这些都将会是恩智浦未来聚焦投资、投入和分享的核心领域。”

 

当下,边缘计算开启了一个新的时代,它融合了AI、智能互联、智能工厂等很多要素,是一个非常巨大的市场。同时,边缘计算也提出了许多新的要求:超低功耗、功能安全、系统安全、实时处理。在汽车业务之外,恩智浦的业务范围还包含工业、通信基础设施、移动等,从这个角度来说,恩智浦是在为整个的生态系统提供完整的解决方案

 

恩智浦半导体高级模拟业务部垂直市场及系统解决方案资深总监Clara Otero Perez表示:“恩智浦在汽车领域正在研究的项目包括:如何为电动汽车充电,如何充电,以及如何管理家庭内部的电动汽车,如何行业进行连接,如储能行业,能源配送,以及能源电表等。因此,这是一个新的生态系统,将原本分散在不同行业中供应商汇聚起来为实现这一目标,恩智浦不仅仅芯片和零部件,希望构建系统帮助客户,提供集成系统的解决方案

 

速度是中国市场非常重要的特色之一想提高速度,就需要让整个系统有更好的参照设计,这种设计不仅能使客户更快地体验产品特性,更快地做出决策,同时也能够帮助他们更快地进行研发和制造。

 

随着这几年中国foundry兴起和能力的提升,恩智浦将有机会把过去在全球不同foundry进行的生产转移到中国来。李廷伟博士透露说:“目前,恩智浦在天津拥有一家世界一流的封测厂,恩智浦全球50%的MCU芯片都在这家工厂进行封测。今年5月,我们在天津启动了人工智能创新中心的二期项目。未来几年,我们也期望能够将芯片的制造转移到中国来,让本地制造能够更好地提升供应链韧性。”


关键词: 汽车 恩智 软件

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