Блог компании INFINEON SAK-TC397XP-256F300S BD одночипный AURIXTM TC39x 32-битный автомобильный MCU

ИНФИНЕОНSAK-TC397XP-256F300S БДОднокристальный 32-битный автомобильный микроконтроллер AURIX™ TC39x

Шэньчжэньская компания электроники Mingjiada, Ltd.,ведущий поставщик и переработчик в отрасли электронных компонентов, теперь поставляет и перерабатывает однокристальный 32-разрядный автомобильный микроконтроллер Infineon SAK-TC397XP-256F300S BD AURIX™ TC39x.

ИнфинеонSAK-TC397XP-256F300S БД— это высокопроизводительный однокристальный 32-разрядный автомобильный микроконтроллер (MCU) с высоким уровнем безопасности в серии AURIX™ TC39x. Созданный на базе архитектуры AURIX™ второго поколения компании Infineon и использующий 40-нм встроенный флэш-процесс, он специально разработан для удовлетворения строгих требований современной автомобильной электроники к вычислительной мощности, безопасности и возможностям подключения. Широко применимый к основным сценариям управления автомобилем и высокотехнологичным промышленным приложениям, он представляет собой эталонный чип управления ядром автомобильного класса, сочетающий в себе производительность и надежность.

I. ОбзорСАК-TC397XP-256F300SБД ядро

Являясь одной из флагманских моделей семейства AURIX™ TC3xx, SAK-TC397XP-256F300S BD опирается на три основных преимущества: высокопроизводительную многоядерную архитектуру, комплексное резервирование безопасности и обширные интерфейсы подключения. Он предназначен для основных сценариев управления автомобильной электроникой, обеспечивая при этом надежность промышленного уровня. Исключительно высокая степень интеграции одного кристалла значительно упрощает проектирование системы и снижает затраты на оборудование. Благодаря обратно совместимому аппаратному и программному обеспечению он обеспечивает плавный переход от продуктов AURIX™ первого поколения, повышая эффективность исследований и разработок. Он соответствует автомобильным тенденциям в области электрификации, интеллекта и связи, а также ориентирован на высокотехнологичные неавтомобильные приложения, такие как промышленная автоматизация.

Этот чип принадлежит к серии AURIX™ TC39x компании Infineon, которая стала основным выбором в мировом секторе автомобильной электроники благодаря своей гибкой масштабируемости, выдающимся характеристикам безопасности и эффективной выходной вычислительной мощности. Являясь базовой моделью серии,SAK-TC397XP-256F300S БДдостигает ведущих уровней вычислительной мощности, памяти, уровня безопасности и конфигурации интерфейса среди сопоставимых продуктов. Он отвечает самым высоким требованиям функциональной безопасности ASIL-D и подходит для проектирования различных высокопроизводительных автомобильных блоков управления.

II. Основные технические характеристикиSAK-TC397XP-256F300S БД

Высокопроизводительная многоядерная архитектура с надежной вычислительной мощностью

SAK-TC397XP-256F300S BD включает шесть 32-битных ядер TriCore™ 1.8, работающих на максимальной частоте 300 МГц. Он также включает в себя четыре дополнительных ядра Checker LockStep, обеспечивая общую вычислительную мощность 4000 DMIPS. Эта архитектура сочетает в себе высокую вычислительную мощность RISC, высокую плотность кода CISC и возможности обработки сигналов DSP, что позволяет эффективно выполнять многозадачные параллельные вычисления. Он легко удовлетворяет сложные алгоритмические требования автомобильных приложений, таких как управление трансмиссией, управление шасси и передовые системы помощи водителю.

Ядро поддерживает операции как с фиксированной, так и с плавающей запятой, позволяя выполнять сложные математические вычисления и обработку сигналов без необходимости использования дополнительных сопроцессоров. Это значительно повышает эффективность выполнения алгоритмов управления, обеспечивая время отклика на уровне миллисекунд в таких сценариях, как векторное управление двигателем и объединение датчиков, тем самым обеспечивая точность управления. Кроме того, чип использует трехуровневую архитектуру кэша («L1+L2+L3»), где каждое ядро ​​оснащено независимым кэшем L1 (кэш инструкций 32 КБ + кэш данных 32 КБ), а также встроенными общими кэшами L2 и L3. Это эффективно снижает задержку доступа к памяти, еще больше раскрывая вычислительный потенциал: задержка доступа к хранилищу составляет всего 8 нс.

Комплексное резервирование безопасности соответствует самым высоким стандартам безопасности.

SAK-TC397XP-256F300S БДспециально разработан для функциональной безопасности автомобилей, полностью соответствует стандартам ISO 26262 и поддерживает самый высокий рейтинг ASIL-D. Он представляет собой идеальный выбор для управления основными областями безопасности транспортных средств. В его архитектуре безопасности используется резервированная конструкция с шестью ядрами TriCore™, настраиваемыми в синхронном режиме. В сочетании с независимым модулем управления безопасностью (SCM) он обеспечивает физическую изоляцию между основными вычислениями и мониторингом безопасности. Это позволяет обнаруживать вычислительные ошибки в режиме реального времени и быстро реагировать, обеспечивая безопасную работу системы даже в условиях сбоя.

Чип включает в себя модуль аппаратной безопасности EVITA Full (HSM), поддерживающий шифрование ECC 256 и алгоритмы хеширования SHA-2. Он обеспечивает безопасную загрузку, шифрование встроенного ПО и защиту шифрования данных, эффективно предотвращая подделку встроенного ПО и кражу данных, одновременно обеспечивая баланс функциональной безопасности и информационной безопасности. Кроме того, встроенные блоки хранения данных (флэш-память, SRAM) поддерживают проверку ошибок ECC, автоматически обнаруживая и исправляя ошибки во время передачи и хранения данных, чтобы повысить надежность системы. Резервированные и разнообразные модули таймера (GTM, CCU 6, GPT 12) обеспечивают дополнительные гарантии контроля безопасности.

Обширные интерфейсы хранения и подключения для реализации различных сценариев применения.

Что касается конфигурации хранилища,SAK-TC397XP-256F300S БДвключает 16 МБ встроенной флэш-памяти (с защитой ECC) и 2,9 МБ SRAM (с защитой ECC). Во флэш-памяти используется зеркальный банк хранения с функцией замены A/B и поддержкой обновлений программного обеспечения по беспроводной сети (OTA). Это обеспечивает плавное обновление программного обеспечения без разборки оборудования, повышая эффективность обслуживания после развертывания. Большой объем памяти позволяет использовать сложные алгоритмы управления, хранить обширные данные датчиков и выполнять многозадачные программы. Он также поддерживает расширяемые интерфейсы хранения данных для сценариев с более высокой емкостью.

Интерфейсы подключения являются исключительно комплексными и охватывают основные протоколы автомобильной электронной связи:

- 1 гигабитный Ethernet

- 12 каналов FlexRay: 12 CAN FD, 2 FlexRay, 12 LIN, 4 QSPI, 2 I²C, 25 SENT, 6 PSI, 2 HSSL, 4 MSC и 1 eMMC/SDIO. Это обеспечивает гибкую интеграцию с различными автомобильными датчиками, исполнительными механизмами и автомобильными шлюзами для высокоскоростной передачи данных и взаимодействия. Обширная конфигурация интерфейса значительно повышает совместимость и масштабируемость чипа, позволяя создавать сложные системы управления автомобилем без необходимости использования дополнительных коммуникационных чипов.

Высокая надежность и низкое энергопотребление, адаптированные для экстремальных условий эксплуатации в автомобиле.

Являясь чипом автомобильного класса,SAK-TC397XP-256F300S БДдемонстрирует выдающуюся приспособляемость к окружающей среде. Работает в диапазоне температур от -40°C до 125°C. Оно сохраняет стабильную работу в экстремальных температурных условиях, таких как моторный отсек и шасси, отличаясь от варианта BC (от -40°C до 105°C) превосходной устойчивостью к высоким температурам. Это делает его особенно подходящим для применений с высокими температурами, таких как управление двигателем и управление выхлопной системой. В чипе используется корпус BGA-292, обеспечивающий эффективное рассеивание тепла и надежную устойчивость к электромагнитным помехам (EMI) и электромагнитной восприимчивости (EMS) в автомобильной среде, что соответствует соответствующим стандартам автомобильной электроники.

Контроль энергопотребления превосходен: рабочая мощность составляет менее 2 Вт. Он поддерживает несколько режимов пониженного энергопотребления, которые можно гибко переключать в зависимости от рабочего состояния системы. В таких сценариях, как работа автомобиля на холостом ходу или в спящем режиме, он эффективно снижает общее энергопотребление автомобиля, помогая транспортным средствам на новых источниках энергии увеличить запас хода. Кроме того, в чипе используется источник питания с одним напряжением, поддерживающий напряжение 5 В или 3,3 В, что упрощает конструкцию схемы питания, снижает затраты на оборудование и сложность конструкции.

III. Основные технические характеристикиSAK-TC397XP-256F300S БД

Конфигурация ядер: 6 32-битных ядер TriCore™ 1.8 с частотой 300 МГц; 4 ядра Checker Lockstep с общей вычислительной мощностью 4000 DMIPS

Объем памяти: встроенная флэш-память 16 МБ (с защитой ECC), SRAM 2,9 МБ (с защитой ECC)

Уровень функциональной безопасности: ISO 26262 ASIL-D.

Аппаратный модуль безопасности: EVITA Full HSM (поддержка ECC 256, SHA 2)

Коммуникационные интерфейсы: 1x Gigabit Ethernet, 12x CAN FD, 2x FlexRay, 12x LIN, 4x QSPI, 2x I²C и т. д.

Рабочая температура: от -40°C до 125°C.

Напряжение питания: 5 В или 3,3 В (одиночное напряжение питания)

Тип упаковки: BGA-292

Потребляемая мощность: Рабочая потребляемая мощность < 2 Вт.

Поддержка программного обеспечения: поддерживает AUTOSAR 4.2.

IV. Основные сценарии примененияSAK-TC397XP-256F300S БД

Обладая высокой производительностью, безопасностью и надежностью, SAK-TC397XP-256F300S BD находит широкое применение в основных областях управления автомобильной электроникой, а также обслуживает высококлассные сценарии промышленной автоматизации. Конкретные приложения включают в себя:

Домен автомобильной электроники

- Управление силовым агрегатом: блоки управления двигателем (ЭБУ), управление коробкой передач (трансмиссия с двойным сцеплением с гидравлическим/электронным управлением), управление раздаточной коробкой, системы многоточечного впрыска бензина/непосредственного впрыска. Его способность адаптироваться к высоким температурам и вычислительная мощность позволяют точно контролировать выходную мощность и топливную экономичность.

- Управление транспортными средствами на новой энергии: системы управления батареями (H)EV (BMS), главные инверторы, преобразователи постоянного тока в постоянный и контроллеры зарядных станций. Поддерживает параллельную обработку с высоким уровнем вычислений для обеспечения стабильной работы силовых агрегатов транспортных средств на новых источниках энергии;

- Управление шасси и безопасностью: контроллеры домена шасси, тормозные системы, электроусилитель руля (EPS), системы подушек безопасности и системы активного управления подвеской. Использование рейтингов безопасности ASIL-D и резервной конструкции для обеспечения безопасности вождения;

- Расширенная помощь водителю и возможности подключения: усовершенствованная архитектура шлюза, блок управления телематикой (TCU), коммуникационные модули V2X, управление многоцелевой камерой и объединение датчиков. Использование обширных интерфейсов и высокой вычислительной мощности для обеспечения функциональности ADAS;

- Кузов и другие элементы управления: контроллеры домена кузова премиум-класса, решения для беспроводной зарядки, пиксельное управление освещением и автомобильные радиолокационные системы 24 ГГц/77 ГГц, адаптирующиеся к требованиям автомобильного интеллекта и модернизации связи.

Сектор промышленной автоматизации

- Промышленный контроль: контроллеры промышленных роботов, сервоприводы, ПЛК и контроллеры ввода-вывода, отвечающие сложным требованиям промышленного управления благодаря высокой надежности и высокой вычислительной мощности;

- Производство возобновляемой энергии: контроллеры солнечных панелей и инверторы ветряных турбин, обладающие превосходной адаптируемостью к окружающей среде и обеспечивающие стабильную работу в экстремальных внешних условиях;

- Другие промышленные применения: контроллеры лифтов и промышленные сенсорные узлы с обширными интерфейсами и маломощной конструкцией, упрощающие развертывание промышленной системы управления.

Другие домены

Системы управления коммерческими и сельскохозяйственными транспортными средствами (CAV), радиолокационные системы CAV 24 ГГц и контроллеры дронов и мультикоптеров, обеспечивающие высокую надежность и гибкие конфигурации интерфейса для разнообразных сценариев управления высокого класса.

V. Основные преимуществаSAK-TC397XP-256F300S БДПродукт

1. Лидерство в производительности. Многоядерная архитектура в сочетании с высокой тактовой частотой обеспечивает надежную вычислительную мощность. Трехуровневая конструкция кэша снижает задержку доступа, обеспечивая эффективную обработку сложных алгоритмов управления и параллельных требований многозадачности;

2. Безопасность и надежность. Имеет самый высокий рейтинг безопасности ASIL-D. Комплексная конструкция резервирования в сочетании с аппаратным модулем безопасности обеспечивает как функциональную, так и информационную безопасность, что делает его пригодным для управления доменом безопасности в автомобилестроении.

3. Высокая степень интеграции: один чип объединяет обширные модули хранения, интерфейсы и элементы управления, устраняя необходимость в дополнительных вспомогательных чипах. Это упрощает проектирование системы и снижает затраты на оборудование.

4. Гибкая совместимость: поддержка AUTOSAR 4.2, аппаратная и программная совместимость с продуктами AURIX™ первого поколения, обеспечивающая плавный переход и повышение эффективности исследований и разработок; обратная совместимость с недорогими моделями серии AURIX™ TC3xx, обеспечивающая превосходную масштабируемость;

5. Надежная адаптация к окружающей среде: работает в широком диапазоне температур от -40°C до 125°C, имеет маломощную конструкцию, подходит для экстремальных автомобильных условий и промышленного применения вне помещений, обеспечивая исключительную надежность.

VI. Краткое изложениеSAK-TC397XP-256F300S БД

Являясь флагманской моделью серии AURIX™ TC39x, InfineonSAK-TC397XP-256F300S БДзарекомендовал себя как эталонный продукт в области систем управления автомобильными двигателями. Его высокопроизводительная многоядерная архитектура, резервирование безопасности ASIL-D, обширная конфигурация интерфейса и исключительная адаптируемость к окружающей среде также подходят для требовательных сценариев промышленной автоматизации. Его однокристальная интегрированная конструкция, совместимость аппаратного и программного обеспечения и высокая надежность не только отвечают строгим требованиям автомобильной электрификации, интеллекта и подключения, но также предоставляют клиентам экономичные решения по управлению. Это дает клиентам возможность повысить конкурентоспособность продукции и способствовать технологическому прогрессу в области автомобильной электроники и промышленной автоматизации. Будь то основные автомобильные приложения, такие как безопасность трансмиссии и шасси, или промышленные сценарии, включая робототехнику и производство возобновляемой энергии, SAK-TC397XP-256F300S BD использует свои комплексные преимущества производительности для обеспечения основных функций управления. Этот высококачественный 32-разрядный микроконтроллер автомобильного класса идеально сочетает в себе производительность, безопасность и надежность.