高性能MCU，打通实现整车智能的最后一公里

  
  你觉得现在的汽车够智能了吗？

  诚然，在智能网联汽车的发展浪潮下，近几年来汽车在智能化方面获得了显著的提升。一方面智能驾驶的算力军备竞赛日趋激烈，另一方面，座舱领域的人机互动日渐丰富，人脸识别、语音互动、手势互动等人机互动配置逐渐成为标配。

  即便如此，汽车的智能化仍处于各自为阵的状态，是什么在阻碍高阶智能落地？

      某新车搭载的高性能计算平台

  一、急求“突破”的智能汽车

  对于汽车用户来说，什么才是真正的智能呢？我们不妨来设想这样一个场景。

  在雨季暴雨来临前，驾驶员在车内抽烟，顺便打开车窗享受暴雨前最凉爽的风。

  当驾驶员把烟熄灭，随后为了在暴雨中行车，将会完成关闭车窗、天窗，打开空调外循环，乃至打开雾灯或者雨刮等操作。在复杂道路条件和恶劣的天气情况下，也就给驾乘人员带来了更多安全隐患。

  而如果车辆在识别出驾驶员灭烟后，通过结合当时的天气情况以及下雨概率，自动完成上述操作，整个过程无需驾驶员分心，这或许才能称得上是真正的智能汽车。

  这时候汽车所扮演的角色，用芯驰科技董事长张强的话来说，更像是一个有智慧、有温度、安全可靠的“汽车人伙伴”。

 

  车内摄像头判断驾驶员状态

  但是上述场景在目前其实还很难实现。按照现有的高算力芯片和感知算法，基本上可以识别驾乘人员在舱内的动作，并通过车辆的联网能力也可以获得天气情况。

  但是，在当前分布式电子电气架构内，各控制单元由单个MCU来控制通过CAN总线进行通讯。而如果车企们想要新增一个功能，就需要新增一个控制单元，系统的复杂程度和成本就会随之提升，且难以支持OTA升级。

  所以，要想真正实现上述应用场景，一个能够集中调度座舱系统、智能驾驶和MCU控制单元的中央集中式电子电气架构成为关键。

  众所周知，中央计算+区域控制的电子电气架构已是公认的趋势，在这一架构下，不仅需要中央计算提供聪明的大脑，也需要原本互不交流的MCU实现相互通信，通过复杂的通信协议和中间层来打通协调，让执行端也聪明起来，联合起来去实现越来越个性化的出行场景。

  所以，汽车如果要实现真正的高阶智能，区域和末端的MCU是最终实现整车智能的重要拼图，必须在性能上有本质的提升，从而帮助整车厂真正实现“化零为整”。

  近期，来自中国的一家创新汽车芯片半导体公司——芯驰科技，打通了实现整车智能的最后一公里，推出了一款高性能、高可靠、高安全的MCU芯片，让汽车从“交通工具”华丽转身为智慧的“汽车人”。


  中央集中式电子电气架构（上）、分布式电子电气架构（下）

  二、行业需要高性能MCU让高阶智能成为可能

  4月12日，芯驰科技发布了全新车规MCU产品——E3系列，其基于ARM Cortex-R5F设计，CPU主频最高可达800MHz，采用台积电22纳米车规工艺。

  当下，大部分车规级MCU芯片的CPU主频为100MHz，CPU主频达到200MHz、300MHz的MCU芯片就已经可以被业内认定为高性能MCU芯片。与这些MCU芯片相比，芯驰此次发布的MCU性能上实现了好几倍的提升。

  高性能MCU，打通实现整车智能的最后一公里

  芯驰科技E3 MCU芯片

  芯驰首席架构师孙鸣乐在发布会上表示，仅单个800M的CPU内核，如果用来做BMS，可以同时精准地监控40～60个电芯的状态；如果用来做电机控制，可以同时做4个电机的高精度的闭环控制，而如果用来做网关路由，可以同时支持24个CANFD、16个LIN和2个千兆以太网之间的实时数据交换。

  而芯驰的MCU内置了6个这样的CPU，其中4个CPU还可以配置成双核锁步或者独立运行。

  可以这样说，芯驰通过E3系列MCU，把业内高性能MCU芯片性能标准向上提了一大截，重新定义了MCU芯片的“高性能”。

  此外，MCU作为控制芯片，对于整车而言，安全性更是重中之重。

  芯驰科技董事长张强表示，车规级芯片的容错率是消费级芯片的几百分之一，百万芯片规模中允许消费芯片出错的概率是300～500个，而对车规级芯片的要求是无限接近于0，因为涉及人身安全，一个错都有可能造成致命的安全隐患。



  芯驰科技董事长张强

  事实上，坚守车规已经深深刻在了芯驰的品牌DNA中。芯驰在成立第一时间，就完成了ISO26262 ASIL-D最高功能安全等级流程认证，随后很快获得AEC-Q100可靠性认证、ISO26262功能安全产品认证以及国密认证，是国内首个“四证合一”的车规芯片企业。

  本次发布的芯驰E3系列MCU芯片，在车规可靠性标准AEC-Q100达到Grade 1级别，而在功能安全等级则达到ASIL-D级别（功能安全等级认证中的最高安全级别），确保汽车稳定工作。

  纵观当下车规MCU芯片市场，能够同时满足这两个标准的产品在全球也是屈指可数，对于芯驰而言，这也是其他对手难以逾越的一座高山。

  据了解，如果要通过ASIL-B级别的产品功能认证，一般意味着要增加30%的周期，而如果想要达到ASIL-D级别的产品功能认证，则意味着要增加接近一倍的周期。背后的难度可想而知。

  此外，芯驰E3还具有广泛的应用场景，分别可以适用于BMS、制动控制、线控底盘、ADAS、HUD、液晶仪表等多个领域。

  以目前智能电动车中最为重要的电池安全来举例，目前大部分BMS（电池管理系统）里的MCU性能普遍偏弱，无法对每节电芯进行检测，只能进行抽样采样，整体效率不高。而如果采用高性能MCU后，就可以对每一节电芯进行快速监控和反馈，提前预判热失控风险，提升电池以及整车安全性。

  据悉，芯驰E3系列MCU芯片预计将在今年第三季度实现量产。在全球半导体产业供应紧张的大环境下，芯驰的MCU可以说是乘浪而来，为整车智能带来更多想象空间。



  芯驰科技E3 MCU芯片

  三、覆盖智能汽车骨干架构芯驰走出不一样创新路

  在竞争白热化的芯片赛道中，芯驰一直以来是一个特别的存在，相比于其他芯片公司单纯聚焦座舱芯片、车控芯片或自动驾驶芯片等细分赛道，芯驰一开始选择的就是一条少有人走的路——面向未来整车电子电气架构的综合芯片解决方案。

  随着E3系列MCU芯片的发布，芯驰已经组成智能座舱、自动驾驶、中央网关和高性能MCU的四大产品矩阵，覆盖了智能汽车最核心的应用领域。

  而在发布会当日，芯驰还发布了面向未来的“中央计算架构SCCA 1.0”，既能支持安全可靠的任务部署，更重要的是可以帮助车企进行灵活的系统扩展。



  芯驰4大系列产品

  全场景、平台化是芯驰一直以来的研发核心逻辑，这一逻辑带来的直接利好是叠加赋能，轻装上阵。可以和客户高效联合研发，打通每一个应用场景，最终实现整车智能。

  据了解，在研发方面，芯驰各系列产品采用平台化设计，座舱、自动驾驶、网关、MCU四款产品软硬件的复用率达60%以上，可以大大提升研发效率，实现资源复用，节省成本和时间。

  芯驰科技董事长张强表示，平台化的贯通设计，不仅大大降低了研发成本和时间投入，更能迅速提升车厂的供应链弹性，缓解“缺芯”风险。这一点其实可以从2021年特斯拉在缺芯潮下的销量表现中得到印证。

  根据2021年特斯拉第二季度的财报，其在全球缺芯潮的环境下依旧实现了产能的增加。

  这背后的主要原因在于当时特斯拉的电气和固件团队正在设计、开发、验证新的MCU，并对车辆电子电气架构的升级，减少线束、芯片的用量，通过进一步的集成化，在一定程度上避免了芯片短缺造成的影响。而这同样也是芯驰未来在供应链安全方面的一个核心优势。

  有一个现象值得注意，虽然汽车芯片的赛道日益拥挤，但是有完备的车规芯片量产经验的少之又少。

  芯驰科技CEO仇雨菁所带领的研发团队是国内少有的具有大规模车规芯片量产经验的整建制团队，同时也汇聚了来自汽车电子电气架构领域、消费电子领域的人才。

  在硬件设计、软件开发方面对国内用户的需求了解得更加透彻，从而打造出更适合中国市场与中国用户的车规芯片产品。



  芯驰科技CEO仇雨菁

  芯驰仇雨菁曾经在采访中提到：“芯驰从成立的第一天瞄准的就不是单个点的芯片智能，我们看到的只有智能汽车未来的应用场景，这是一个不可分割的完整面。”随着四大产品系列的逐渐落地，可以说芯驰走出了一条不一样的创新之路。

  而在芯驰科技的快速发展背后，我们也看到了中国汽车人的坚守与突破，在车规芯片这条慢赛道上稳健扎实走好每一步，同时敢于打破桎梏，以创新的业务布局赋能未来智能出行，真正助力中国智能汽车新时代渐入佳境。