【资讯】未来汽车芯片趋势 将从MCU转至SoC
福特(Ford Motor)在1983年首次于Escort车系导入16位元英特尔(Intel)微控制器(MCU)为基础的引擎喷射系统，而汽车产业发展至今，市面上许多高阶汽车已搭载超过100个微处理器，而当初的Escort仅搭载1个微处理器。
据Semiconductor Engineering网站报导，汽车内部系统控制所用的电子控制单元(ECU)设计，这些规范都随时间不断演进。福特汽车旗下创新部门全球执行长Jim Buczkowski表示，汽车的基本系统历史悠久，并随着时间全面电子化且整合，像是窗户从手摇式、电动式、演变到今日的智能型窗户。
最早的汽车电子系统各自独立运作，灯光、门锁、传动、防锁死煞车等功能的控制器系统均不同，而现在厂商则渐渐把这些孤立的系统整合起来。整合的第一阶段是达到资讯分享，像是感测汽车行驶速度而自动锁上的门锁，得将传动控制系统与传输变化等系统连接成一网路，相互沟通、分享不同电子控制模组系统之间的讯号。
汽车厂商早已跳脱独立控制系统，导入控制器区域网路(Controller Area Network;CAN)，未来也可望搭载乙太网路等高速通讯网路，用以传输庞大资料与讯号，整合更多微控制器功能在同一个单位当中，同步处理许多不同作业，不但降低成本也改善效能。
传统ECU主要以MCU作为基础，相较之下，先进驾驶辅助系统(ADAS)等新型系统需要不同的系统设计，因为其效能需求完全在不同层次。此外，ECU拥有更强大的核心，而MCU无法继续支持这些系统运行，尤其是相机为基础的系统。
而半导体公司正针对这类ECU做系统单芯片(SoC)设计，因而拥有许多SoC的IP，必须透过28纳米等进阶制程技术才能实现这些SoC。
SoC为基础的ECU设计与MCU为基础的设计大不同，因为MCU是现成、标准型装置，因此有各式各样的工具供选用。然而，SoC并非标准装置，因此得先选用适当的IP来打造SoC，而对于OEM而言，工具环境则较无受限。
一台汽车内一般有50个以上的ECU，而ECU里面又有多重PCB与多重MCU、电源、类比等半装置。Arteris执行长认为ECU可多达 145 个，而多半是MCU。每个主要的子系统都拥有1个SoC，而多数功能由MCU执行。目前改变趋势在于，汽车现在由更大的、专门的子系统组成，而即时更新的最好方式就是透过SoC。
电动汽车大厂Tesla并没有强迫所有厂商一同电子化，但Tesla的策略迫使汽车厂商重新思考汽车组成的方式。汽车的电子架构得重新设计，才能即时更新，安全芯片得部署于整个汽车系统内，而软体也得重新构思。
除了一般条件限制、操作模式、政府规范等挑战之外，目前ECU设计的最大挑战之一，是在成本与电力、温度条件限制之下，让高效能处理器达到安全功能标准。此外，现代汽车由至少1亿个原始码组成，而这些程式原始码由不同公司与团队设计，且得符合高需求标准与安全系统，软体复杂度也成为一大挑战。
然而，汽车产业很大一部分由汽车厂商主导，而一级(Tier 1)与二级(Tier 2)供应商往往对汽车厂商的要求有求必应。近年ECU设计很大变化之一是汽车开放式系统架构(AUTOSAR) 系统建构，替汽车厂商定义标准设计方式，让厂商可以针对ECU软体定义立下标准、沟通方式、资料类型与讯息等等。
AUTOSAR也让汽车厂商与供应商有更多的讯息交换，将独立ECU样本以数位格式传送给一级供应商作为数位规格标准。汽车产业与一般消费性市场不同，得注意许多安全需求与政府规范，因此，从传统引擎转型至电子系统的过程也较为繁琐。
益华电脑的欧洲、中东、及非洲地区汽车行销执行长Robert Schweiger指出，汽车产业的安全需求与政府规范影响面甚大，连带间接影响到益华电脑这类电子公司及其IP产品。
汽车产业目前注重减少碳排放，低功耗技术变得相当重要，而这不仅影响电动汽车发展，也针对传统汽油车发展。因为引擎、电源线等设计都会影响汽车的总重量，进而影响整体碳排放，此外，厂商设计ADAS车载安全系统时，也得遵照政府的安全规范。益华系统验证小组(Systems Verification Group)汽车安全部门产品管理执行长Adam Sherer则指出，在开发汽车系统时，往往比照医疗、军用、航空等产业验证标准，不但要执行功能性验证，也得进行安全性验证，这也使汽车产业与一般消费性市场作出区隔。
现在，汽车产业得想出要如何提供验证所需的大量资料，而这意味着从OEM、一级供应商、IP等环节都得符合验证需求，达到以ISO 9000为基础、可重复、可追踪的流程，且利用汽车安全整合等级(ASIL)作为品质标准评鉴。
而汽车产业在过去一个世纪以来，整体朝向安全性、稳定性提升的趋势发展。过去10年间，汽车产业也增加“效能”与“连接性” (connectivity)二种趋势，其中效能包括油耗效能与碳排放效能，而连接性指的是车载资讯娱乐系统为主的连接系统，改善人们的驾驶体验。
Ansys-Apache应用工程执行长认为，多数现代汽车由四大电子子系统组成：分别是引擎与动力传动控制单位、安全控制子系统、进阶驾驶辅助子系统，以及车载资讯娱乐子系统。而这四大电子子系统会控制车体操作与安全性能，或将影响驾驶与用户体验。
近年来电子元件设计、积体电路效能、系统整合等层面提升，也改善汽车整体安全性、稳定性、效率、以及连接性。不过，在汽车运作环境当中，电子与安全系统设计得有足够稳定性与抗干扰性，承受摄氏-50~200度的温差变化与高温条件、电磁干扰等苛刻条件。
汽车电子元件的温度稳定性、电子迁移现象(electmigration) 、温度感知疲乏(thermal aware fatigue)等状态得先经过模拟测试验证，而半导体IC也得经过温度模拟测试，确认稳定性与寿命影响。
这些IC得承受不同程度的电磁干扰，例如感应放电式(inductive discharge)点火系统、电源线放电等高能量干扰，以及天线辐射等低能量干扰。而IC本身设计也得将自身运行中产生的干扰，降至最小量。汽车所有重要元件都应通过抗电磁标准认证，像是ISO1152、ISO7673等等。
最后，ECU的更新作业也是很重大的改变。在过去，汽车电子系统无须不断更新，而现在汽车厂商为跟上消费性电子发展，汽车厂商得导入手动或连网软体更新功能，一有新标准或新应用就能更新ECU，包括车载资讯娱乐系统(infotainment)或仪表板(Instrument Cluster)等等。
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产品型号
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品类
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Flash(KB)
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LE 2M
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Long Range
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内部晶振(KHz)
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GPIO Number
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ADC Channel
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通讯方式
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规格分类
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BLE协议
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适用温度(℃)
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主要接口
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ING91870C
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QFN32
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512KB
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LE 1M
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LE 2M
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32KHz
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13
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品类：Wireless Gecko SoC
价格：￥10.4994
现货： 67,034
现货市场
服务
提供稳态、瞬态、热传导、对流散热、热辐射、热接触、和液冷等热仿真分析，通过FloTHERM软件帮助工程师在产品设计初期创建虚拟模型，对多种系统设计方案进行评估，识别潜在散热风险。
实验室地址： 深圳 提交需求>
支持 3Hz ~ 26.5GHz射频信号中心频率测试；9kHz ~ 3GHz频率范围内Wi-SUN、lora、zigbee、ble和Sub-G 灵敏度测量与测试，天线阻抗测量与匹配电路调试服务。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳/苏州 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
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