汽车制造厂商在提高汽车安全性、智能化和能源效率方面临的诸多挑战，正在推动汽车电子不断发展。电子器件仍然是汽车市场中增长最快的部分，大大超过了机械、气动装置和液压装置。而作为电子控制模块（ecm）基础的高集成度mcu产品则正在扮演着越来越重要的角色。此外，随着市场对于汽车舒适、娱乐等应用的需求日益增长，也要求mcu集成更多的功能。

ecm的基石

电子控制模块在一些关键的应用中变得越来越普遍，系统完整性因此成为一项关键因素。对于一些非重要性应用，如果发生故障最多只会导致一些不便，但对于事关安全的应用，一旦发生问题就可能导致事故，有时甚至会造成人员伤亡。汽车中的关键安全应用主要包括气囊控制、防滑刹车和电动助力转向、线控驾驶、线控油门、线控刹车和线控转向。ecm在汽车中大量的使用，需要一种满足完整性要求的分布式智能系统，可以在功率预算紧张的情况下使用，这就要采用一种基于低成本mcu的监控机制，作为系统看门狗（watchdog）。“看门狗mcu正在我们的市场开发中发挥着重要作用，”microchip公司汽车产品部产品营销总监willie fitzgerald说道。“在许多关键安全应用中的mcu具有大量共同特点，如16～32位计算能力、支持大内存（通常为256kb或者更大）、具有零故障可能性等等。”

willie fitzgerald：microchip汽车电子市场的大部分收入都来自基于闪存的高集成度mcu，这类器件也是电子控制模块（ecm）的基础。

他举例指出，具有can接口和usart/enhanced usart的高性能8位mcu可满足汽车对于主节点的要求，而对内存的要求与封装尺寸则取决于软件功能、can软件堆叠和硬件i/o要求。另外从属节点功能通常属于低性能但具有成本效益的8位微控制器的范围。“一般而言，满足i/o需求要采用14至28引脚封装，程序内存可以从2kb至16kb，这完全取决于控制功能的复杂程度。”

usb mcu

在汽车安全、智能性得到满足的同时，市场对于车载信息娱乐系统的要求也逐渐提高。目前汽车电子应用中，车载音响系统开始采用usb技术，提供面向便携式电子存储设备如闪存盘、ipod等的数据接口，满足消费者播放存储在上述媒介中音频、视频数据的需求。nec电子大中国区汽车电子产品市场总监赵明宇指出，传统的车载音响系统主要以cd作为音视频存储主要方式，但随着便携影音技术的进步，各种具有海量存储功能的便携娱乐设备如mp3播放器等出现并迅速普及，如何将便携式产品中的信息与车载娱乐系统共享成为车载音响设备提供商面临的一项难题。“因此具有usb功能的mcu便应运而生了。”

意法半导体大中国区汽车电子部总监刘建宏也表达了同样的观点，但他强调，消费者除了可以通过usb增强汽车音频系统功能外，还可以通过usb来完成黑匣子或者诊断功能。“但如何在汽车级别管理这些usb是每一个半导体厂商都面临的挑战。”

nec电子针对这类市场应用推出了面向数字音响的ae系列mcu产品，除了能够支持闪存盘或ipod等设备的音视频数据播放，还提供了sd卡、蓝牙等接口，同时通过将mp3、aac等编解码功能通过内部硬件实现，在系统易用性方面得到很大提升。

多核mcu

随着技术的飞速发展，汽车oem厂商也在汽车中引入了大量新兴概念。一些前卫模块，如自动泊车系统、自动驾驶系统、危险状态自动规避系统、高清多媒体系统等逐渐作为汽车功能的新选择。一方面是汽车向着全智能化全信息化方向发展，另一方面大量的数据处理需求使得目前的芯片性能无法确保大规模数据传递和处理的实时性和有效性。如果仅仅是增加系统频率，功耗会相应大幅增长，而且对锁向环的要求也就越高，抗电磁干扰的能力也同时下降。如何在高频情况下保证高效节能？“多核mcu是当前解决这个问题的一个最佳方案，”赵明宇表示。“多核虽然会导致总线竞争等问题，但是它所能达到的性能提升让厂商感到满意。”nec电子推出了几款多核mcu，其中imapcar系列集成了129个cpu，形成了cpu矩阵，提供更强大的性能，让自动巡航和路况自动识别变得更容易更高效，而naviengine系列是4核结构，集成了3d功能，使车内多媒体系统集成度更加高，功能更加强大。

赵明宇补充指出：“作为模块大脑的多核mcu自然不能缺少先进的传感器，目前国内流行的以lin总线为主的传感器很可能会退出历史舞台，而基于can总线、flaxray总线的传感器将会得到大规模使用。”

意法半导体也推出了accordo+、normandik、tesco等多核产品，用于汽车音响、娱乐信息、导航以及发动机管理系统。“多核mcu是复杂应用的一个新趋势，尤其是在车载多媒体系统中，多核极具成本价格优势，”刘建宏表示。

台湾地区厂商盛群半导体专案副理许木机认为，多核mcu通常是为了同时进行多项不同演算与控制功能而产生，具备高速运算与多任务系统效能，当然，芯片本身与系统开发的成本与复杂度也会随之增加。盛群的方向则是向系统多芯片封装（sip）方向发展，整合现有的ip，以最短的开发时间，提供最适用的mcu。

许木机：目前盛群半导体并未推出多核mcu，而是朝向系统多芯片封装（sip）的方向开发。

采用更少mcu的系统方案将胜出？

汽车网络经历了最初的没有电子模块到拥有大量电子模块的阶段，但有人认为不远的将来电子模块的数量发展趋势是降低。这样一个看似很矛盾的事情，其实很合理。之所以要引入大量电子模块，主要是因为过去电子模块功能单一，厂家不得不为了每一个功能都设计一个电子模块，成本高，维护费用高，网络庞大复杂且设计十分困难。随着更高性能mcu的诞生，使得一个电子模块可以有多种用途，这样就精简了网络。nec电子用于车身控制的v850es/fx3系列就是这样一个例子，它在满足车载网关和bcm用途之外，还具备120度复杂电机控制等功能，可以代替一些子节点功能。

盛群半导体的许木机则表示，整合型系统级芯片是厂商追求的终极目标，但在汽车电子领域，各类型子系统所要求的芯片特性各有不同，现阶段整合型芯片并不一定保证是最佳性价比的方案。mcu芯片厂商在面对各类汽车电子系统时，必须要尽可能协助整车厂商，对各类机电系统与半导体工艺进行有效结合，做出最稳定与最佳性能的调配，才能使未来的系统级芯片开发完全达到预期效能，“当然这是需要相当长期的耕耘才能完成的目标。”

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