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恩智浦推出S32Z和S32E实时处理器,助推软件定义汽车

来源:汽车商业评论(钱亚光)7月31日 13:55


美国股市7月25日收盘后,车用芯片大厂恩智浦半导体(NXP)公布了截至2022年7月3日的2022财年第二财季财报,营收、Non-GAAP毛利率皆优于市场预期。

根据财报显示,第二财季恩智浦营收达33.12亿美元,同比增长28%,环比增长6%,优于5月2日发布的财测中间值(32.75亿美元),Non-GAAP营业利润为11.93亿美元,同比增长44%,环比增长季增7%,Non-GAAP毛利率达57.8%,优于第一财季的57.6%以及去年第二财季的56.1%,每股稀释收益2.53美元,同比增长78.2%,环比增长2%。

得益于自动驾驶、电气化的大趋势,推动单车半导体含量的增加,以及稳健的传感、处理和控制应用,恩智浦在汽车终端市场的发展势头日益强劲,2022年第二财季车用芯片营收达17.13亿美元,同比增长36%,环比增长10%,在总营收当中的占比从第一财季的49.7%升至51.7%。

7月26日,恩智浦就最新推出的S32Z和S32E实时处理器召开媒体沟通会,介绍了新型处理器的应用前景及恩智浦未来在汽车领域的发展方向。



目前,各大汽车厂商均重视汽车行业向域架构和区域架构演进的趋势,他们可以优化线束连接,降低成本和整体重量,同时可以通过可扩展性更高、成本更低、且以软件为中心的方案,推动智能汽车的更新换代。这一巨大转变需要能够提供更高性能、应用间隔离和存储器扩展功能的新型处理器,以支持软件定义汽车和未来创新。

据恩智浦半导体资深副总裁、汽车控制及网络解决方案产品线总经理Ray Cornyn介绍,过去3年里,恩智浦已经推出了适用于汽车计算和服务型网关的S32G汽车网络处理器,适用于车身域应用和区域应用S32K通用微控制器,在全球非常受欢迎,在中国的市场也尤其成功,包括泛亚、广汽、理想汽车等等,一系列车辆在电子控制系统中都选择了恩智浦的产品。



这次恩智浦推出的是S32汽车平台全新产品组合——S32Z和S32E实时处理器系列,适用于安全处理和实时域控制及区域控制应用。这些器件共同支持客户多样化的端到端域和区域汽车架构,赋能未来的软件定义汽车。



S32Z处理器适用于安全处理、域控制和区域控制。该系列能够集成各种安全和车辆控制应用,例如车辆动力和底盘控制。软件兼容的S32E处理器提供额外的复杂定时器和3.3V/5V模数转换器及5V I/O,是电动汽车(xEV)控制和智能驱动应用的理想选择。

S32Z和S32E拥有8个带可分锁步支持特性的Arm® Cortex®-R52处理器内核,工作频率高达1 GHz,可应对安全集成确定性高性能实时应用的挑战;通过“内核到引脚”硬件虚拟化和资源防火墙,处理器对独立的实时应用进行隔离,确保免受干扰;并提供通用软件平台,对传统功能进行集成,让多个独立的应用能够在同一个处理器芯片中同时运行,形成“多租户架构”,支持从以硬件为中心的方法(通过模块或电子控制单元 (ECU) 添加新功能)向软件定义方法(“虚拟 ECU”在单个多核实时处理器上作为软件任务运行)转变。

现在有了越来越多的电动汽车,并且自动驾驶越来越普及,这就对汽车的架构提出了新的要求,汽车电子电气架构发生了向域和区域化转型的趋势。

在域方面,主要是对软件进行了整合升级,使得部分ECU的功能都能集成到一个核心的域ECU上,区域化则更多考虑相邻位置的ECU功能的合并,简化线束连接,因此需要更高性能的处理器来实现多功能的集成。

这个新的架构需要在汽车的整个生命周期中不断地进行升级,而且要允许车辆和云进行互动。如果OEM厂商在未来希望能够继续取得成功的话,就必须更好地利用云端,并且能够在汽车的整个生命周期内对车辆进行不断优化,包括行车距离、安全性和功能性等等,所有这些都是需要新架构的支持才能做到真正的软件定义汽车。

在这个过程当中,S32Z和S32E是具备安全MCU关键确定性行为的全新处理器系列,是软件定义汽车,跨域功能集成的理想选择。

恩智浦S32系列芯片为ECU提供了基础设施平台,而S32Z和S32E主要是负责车辆的动力学控制等安全实时类的应用。



在计算领域,“实时”指在指定时间段内对事件做出响应。否则,应用可能无法正常工作且运行不安全。实时应用运行始终一致且可预测,因此它们是“确定性”的,并在规定的最长时间内完成操作执行。

车中的实时应用是指与车辆的动力控制以及驾乘人员舒适性有关的一些应用,包括制动系统、转向系统、电子稳定控制、牵引电机控制,以及电动汽车有关的一些电源转化、车载充电等等,这些应用都需要建立在实时、安全控制的基础上。



恩智浦S32Z和S32E,就是为了支持这类需求而诞生的,即在高度集成的环境下实现实时控制。S32Z和S32E通过了ISO/SAE 21434网络安全认证以及ISO 26262 ASIL D功能安全认证,硬件安全引擎(HSE)支持安全启动、加速安全服务和密钥管理。

它们拥有千兆级的内核主频,还集成了原本在网络处理芯片中特有的网络加速引擎。

其处理器提供高达64 MB集成Flash存储器,以实现零停机时间的大规模无线远程(OTA)升级,并且对于大型应用和AUTOSAR®自适应应用,支持LPDDR4 DRAM和就地执行(XiP)模式的Flash扩展存储器。

它们还支持24个CAN接口的通信加速器(FlexLLCE)与支持时间敏感网络(TSN)的千兆以太网交换机为“虚拟ECU”无缝提供汽车数据,从而提高效率,简化软件开发。

S32E处理器增加了智能驱动功能,采用高级定时器和高分辨率模数转换器及5V模拟和I/O的形式,适合带直驱电机控制的xEV集成应用。

当被问及产品优势时,Brain Carlson表示,在性能上,目前还没有跟恩智浦产品的同规格竞品;在信息安全方面,恩智浦有电子护照,还有量子加密技术,无论是对称还是非对称性加密,都非常有优势;新产品还支持硬件虚拟化,从内核一直到存储、I/O等等,都可以虚拟化,并支持LPDDR接口的DRAM和Flash,利于之后的扩展。另外,在支持基于机器学习的模型算法方面,也有非常大的优势。

恩智浦半导体大中华区资深市场经理余辰杰补充道,同样是基于R52的内核的竞品,多基于28纳米的工艺,主频局限于300-400 MHz的之间,而S32Z和S32E主频达到1GHz;S32Z和S32E具备集成平台的关键特性,带有LPDDR4 DRAM和闪存,可扩展存储,是嵌入式集成ECU的理想之选。有的竞争对手虽然也是用Cortex R52,但还需要多个器件,而恩智浦只需要一个S32Z或者是S32E就可以实现同等的功能和性能。



据Ray Cornyn称,S32Z和S32E预计在明年大规模量产。未来,恩智浦会推出使用5纳米技术的新版本的S32Z、S32E及S32G,在提高其集成度,增强性能的同时,降低功耗,使得全球的OEM和Tier1可以通过这些处理器实现多样化的实时集成,并且得到良好的生态系统的支持。