Блог компании Infineon SAK-TC399XX-256F300S BD 32-разрядный однокристальный автомобильный микроконтроллер AURIX™ TC3 MCU

Компания Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd. поставляет и занимается переработкой микроконтроллеров Infineon SAK-TC399XX-256F300S BD 32-разрядные одночиповые автомобильные AURIX™ TC3.

Infineon SAK-TC399XX-256F300S BD — это высокопроизводительный 32-разрядный одночиповый микроконтроллер (MCU) автомобильного класса из серии AURIX™ TC3. Основанный на инновационной многоядерной архитектуре и технологии 40-нм встроенной флэш-памяти, он специально разработан для удовлетворения строгих требований автомобильного сектора к высокой производительности, высокой безопасности и высокой надежности. Он широко применяется в сценариях основного управления в новом поколении интеллектуальных автомобилей и является одним из флагманских продуктов Infineon, выпущенных для поддержки перехода к электрификации и интеллектуализации автомобилей. Являясь микроконтроллером AURIX™ второго поколения, этот чип обеспечивает комплексное обновление вычислительной мощности, памяти, возможностей подключения и безопасности. Он полностью соответствует стандартам автомобильной безопасности, таким как ISO 26262, обеспечивая стабильную и эффективную вычислительную мощность для автомобильных электронных систем управления.

I. Позиционирование основного продукта и философия дизайна

SAK-TC399XX-256F300S BD ориентирован на критически важные для безопасности приложения автомобильного класса. С основной философией дизайна «высокопроизводительное многоядерное взаимодействие + комплексная защита безопасности + гибкая масштабируемость и адаптивность» он решает традиционный компромисс между вычислительной мощностью и безопасностью в микроконтроллерах. Это одночиповое решение интегрирует многоядерную обработку, память большой емкости, множество периферийных интерфейсов и аппаратные модули безопасности, что позволяет ему выполнять сложные задачи управления без необходимости использования дополнительных вспомогательных микросхем. Это эффективно упрощает аппаратный дизайн автомобильных электронных систем управления, снижает затраты на исследования и разработки и площадь печатной платы, одновременно удовлетворяя основные требования автомобильной промышленности к долгосрочной стабильности, устойчивости к помехам и адаптивности к широкому диапазону температур. Он подходит для полного спектра применений, от традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания до новых энергетических автомобилей, от базового управления до систем помощи водителю.

II. Ключевые технические характеристики SAK-TC399XX-256F300S BD

Многоядерная архитектура и высокая вычислительная мощность

SAK-TC399XX-256F300S BD использует передовую шестиядерную 32-разрядную архитектуру процессора TriCore™ с частотой каждого ядра до 300 МГц и интегрирует четыре дополнительных контрольных ядра, обеспечивая общую вычислительную мощность до 4000 DMIPS. Он обладает мощными возможностями обработки цифровых сигналов (DSP), поддерживая как операции с плавающей, так и с фиксированной запятой, и способен эффективно обрабатывать задачи управления в реальном времени, включающие сложные алгоритмы в автомобильных электронных системах, такие как управление силовым агрегатом, настройка шасси и системы помощи водителю (ADAS) для слияния данных. Архитектура TriCore™ инновационно объединяет обработку RISC, возможности DSP, а также управление памятью и периферией на кристалле, достигая оптимального баланса между вычислительной мощностью и энергоэффективностью. По сравнению с предыдущим поколением вычислительная производительность значительно улучшена, что позволяет ему легко справляться с одновременными многозадачными требованиями и обеспечивать реакцию систем управления в реальном времени.

Большой объем памяти и надежная защита

Что касается памяти, SAK-TC399XX-256F300S BD оснащен до 16 МБ встроенной флэш-памяти и 6,9 МБ статической оперативной памяти (SRAM). Все области памяти оснащены функцией ECC (коррекция ошибок), которая эффективно обнаруживает и исправляет ошибки данных во время хранения, значительно повышая надежность хранения данных и предотвращая сбои системы, вызванные аномалиями данных. В частности, флэш-память поддерживает хранение программ и обновление прошивки, включая функцию обновления по воздуху (OTA) A/B Swap, облегчая последующее обслуживание и функциональные итерации автомобильных электронных систем; SRAM обеспечивает высокоскоростную кэш-память для обработки данных в реальном времени, обеспечивая эффективные операции чтения/записи данных. Кроме того, чип включает настраиваемый пользователем блок (UCB), позволяющий настраивать параметры, такие как начальный адрес программы и включение функции HSM, в соответствии с требованиями пользователя, тем самым гибко адаптируясь к различным потребностям проекта. В то же время его встроенные частные области памяти (такие как PSPR и DSPR) обеспечивают высокую скорость доступа и физическую изоляцию, что делает их подходящими для эффективного хранения и обработки критически важных программ и данных.

Комплексная система защиты безопасности

Как микроконтроллер автомобильного класса, критически важный для безопасности, SAK-TC399XX-256F300S BD строго соответствует стандартам ISO 26262/IEC 61508, поддерживает высочайший уровень безопасности ASIL-D и оснащен комплексным механизмом аппаратной защиты безопасности. Чип интегрирует полный HSM (аппаратный модуль безопасности, уровень EVITA Full) и встроенный модуль криптографии с открытым ключом (PKC), обеспечивающий аппаратное ускорение китайского национального алгоритма SM2. Он также поддерживает различные операции эллиптической криптографии, включая NIST и Brainpool, обеспечивая аппаратную поддержку шифрования данных, аутентификации личности и защиты прошивки от несанкционированного доступа в автомобильных электронных системах, тем самым эффективно защищая от кибератак и злонамеренного вмешательства. Кроме того, чип оснащен механизмами безопасности, такими как заблокированное ядро, LBIST (встроенный самотест логики) и резервированные заблокированные контурные ядра, обеспечивая быстрое обнаружение и реагирование на системные сбои. Это обеспечивает стабильную работу критически важных для безопасности приложений и снижает риск сбоя системы.

Широкие периферийные интерфейсы и гибкое подключение

Для удовлетворения разнообразных потребностей автомобильных электронных систем в подключении, SAK-TC399XX-256F300S BD интегрирует полный набор периферийных интерфейсов, охватывающих различные протоколы связи и интерфейсы управления, обычно используемые в автомобильном секторе. К ним относятся 1 гигабитный Ethernet (1 GbE), 12 каналов CAN (включая CAN FD), 2 канала FlexRay и 12 каналов ASCLIN, отвечающих требованиям многоузловой высокоскоростной передачи данных в автомобилях и поддерживающих различные сценарии, такие как шина кузова, шина силового агрегата и шина ADAS; интерфейсы хранения и расширения включают 6 QSPI, 2 I²C, 1 I²S, 2 HSSL, 4 MSC и 1 eMMC/SDIO, поддерживая внешнее расширение хранилища и межсоединение нескольких устройств; интерфейсы управления включают 25 каналов SENT, 4 канала PSI5, 1 канал PSI5S и более 100 входных каналов АЦП (поддерживающих разрешение 10 бит и 12 бит), обеспечивая точное получение и управление различными сигналами автомобильных датчиков. Кроме того, чип интегрирует 128 каналов DMA и различные резервированные модули таймеров, такие как GTM, CCU6 и GPT12, что еще больше повышает гибкость управления системой и эффективность обработки данных.

Низкое энергопотребление и адаптивность к широкому диапазону температур

Разработанный для специфических условий эксплуатации автомобильной электроники, SAK-TC399XX-256F300S BD обеспечивает превосходные характеристики низкого энергопотребления и адаптивность к широкому диапазону температур. Чип использует однополярную схему питания, поддерживающую источники питания 5 В или 3,3 В, с нормальным рабочим энергопотреблением менее 2 Вт. Он также интегрирует модуль SCR (контроллер ожидания) — 8-разрядный микроконтроллер на базе ядра XC800, расположенный в отдельной силовой области — который может работать независимо, когда основной ЦП выключен или сброшен, обеспечивая низкоэнергетическое управление задачами, такими как пробуждение по сети, и эффективно снижая общее энергопотребление автомобиля. Диапазон рабочих температур составляет от -40°C до +125°C (с поддержкой до +150°C в некоторых сценариях), что позволяет ему выдерживать экстремальные колебания температуры в суровых автомобильных условиях, таких как моторный отсек и шасси. Он также обладает сильными возможностями электромагнитной совместимости (EMC), соответствуя строгим стандартам тестирования автомобильной электроники для обеспечения долгосрочной стабильной работы в сложных условиях.

III. Типичные сценарии применения для SAK-TC399XX-256F300S BD

Благодаря своей высокой вычислительной мощности, комплексной защите безопасности и широким периферийным интерфейсам, SAK-TC399XX-256F300S BD широко используется в нескольких основных областях автомобильной электроники. Он особенно подходит для высокопроизводительных сценариев управления, возникающих в результате эволюции архитектур E/E (электрических/электронных), в частности, включая:

- Контроллер домена силового агрегата: Подходит для систем управления двигателем, трансмиссией, электродвигателем и аккумуляторными батареями (BMS) в бензиновых, гибридных и полностью электрических автомобилях, обеспечивая точное регулирование выходной мощности и высокую энергоэффективность.

- Контроллеры домена шасси: Используются для систем электронной стабилизации (ESP), электроусилителя рулевого управления (EPS) и тормозных систем (таких как ABS и AEB), повышая устойчивость и безопасность автомобиля.

- Контроллеры ADAS/автономного вождения: Поддерживая помощь водителю уровня 2 и выше, эти контроллеры используются для слияния данных восприятия окружающей среды, планирования траектории и управления принятием решений, а также подходят для сценариев слияния нескольких датчиков, включающих радар, лидар и камеры.

- Зональные контроллеры и шлюзы: Являясь ядром централизованной электронно-электрической архитектуры автомобиля, они обеспечивают обмен данными и управление между ЭБУ в различных зонах. Например, зональный контроллер в Changan Qiyuan A06 использует этот чип для поддержки стабильной работы централизованной архитектуры сети с кольцевой топологией и зональной сетью.

- Другие критически важные для безопасности приложения: К ним относятся модули управления кузовом (BCM), управление подушками безопасности и управление безопасностью высокого напряжения для новых энергетических автомобилей, отвечающие требованиям уровня безопасности в различных сценариях.

IV. Преимущества продукта SAK-TC399XX-256F300S BD

Ведущая вычислительная мощность: Шестиядерная архитектура TriCore™ с частотой 300 МГц в сочетании с четырьмя контрольными ядрами обеспечивает вычислительную мощность 4000 DMIPS. Это позволяет эффективно обрабатывать сложные алгоритмы и многозадачность, удовлетворяя потребности высокопроизводительных автомобильных систем управления.

Безопасность и надежность: Поддерживает высочайший уровень безопасности ASIL-D и интегрирует аппаратный модуль безопасности HSM с множеством механизмов защиты безопасности для обеспечения стабильной работы критически важных для безопасности приложений, соответствуя строгим стандартам автомобильной промышленности.

Высокая интеграция: Один чип интегрирует большой объем памяти, множество периферийных интерфейсов и модулей безопасности, устраняя необходимость в дополнительных вспомогательных микросхемах, упрощая аппаратный дизайн и снижая затраты на исследования, разработку и производство.

Гибкая адаптивность: Поддерживает программную архитектуру AUTOSAR и совместим с несколькими операционными системами и инструментами разработки. Он также оснащен возможностями конфигурации UCB и богатым набором интерфейсов, что делает его подходящим для различных сценариев применения автомобильной электроники и обеспечивает гибкое расширение.

Сильная адаптивность к окружающей среде: Благодаря широкому диапазону рабочих температур и низкому энергопотреблению, а также превосходной устойчивости к электромагнитным помехам (EMI), он может стабильно работать в течение длительного времени в суровых автомобильных условиях, повышая надежность системы.

V. Резюме SAK-TC399XX-256F300S BD

Являясь высокопроизводительным микроконтроллером автомобильного класса серии AURIX™ TC3, Infineon SAK-TC399XX-256F300S BD с его основными преимуществами — многоядерной высокой вычислительной мощностью, комплексной защитой безопасности, высокой интеграцией и широкой адаптивностью к окружающей среде — стал идеальным основным компонентом для интеллектуальных автомобильных электронных систем управления нового поколения. Он не только отвечает строгим требованиям к производительности и безопасности современной автомобильной электроники, но и способен адаптироваться к эволюции будущих архитектур E/E автомобилей и тенденциям в области помощи водителю и автономного вождения, обеспечивая надежную техническую поддержку для модернизации и трансформации автомобильной электронной промышленности. Будь то модернизация традиционных автомобилей с двигателями внутреннего сгорания или инновационные исследования и разработки новых энергетических автомобилей и интеллектуальных автомобилей, этот чип играет ключевую роль, помогая предприятиям разрабатывать более конкурентоспособные автомобильные электронные продукты.