介绍车规级MCU芯片及其应用领域

作为车辆控制的核心器件，MCU主要用于车身控制、驾驶控制、信息娱乐和驾驶辅助系统。

8位MCU ：提供低端控制功能:风扇控制、空调控制、雨刷、天窗、 车窗升降、低端仪表盘、集线盒、座椅控制、门控模块。

16位MCU ：提供中端控制功能:用于动力系统，如引擎控制、齿轮与离合器控制和电子式涡轮系统等;用于底盘 ，如悬吊系统、电子式动力方向盘、扭力分散控制和电子泵、电子刹车等。

32位MCU：提供高端控制功能:在实现L1和L2的自动驾驶功能中扮演重要角色，如仪表盘控制、车身控制、多媒体信息系统、引擎控制，以及新兴的智能性和实时性的安全系统及动力系统。

车规级半导体对产品的环境要求、可靠性要求和供货周期要求较高，主要体现在：

（1）环境要求。汽车芯片的工作环境更复杂，有高振动、多粉尘、多电磁干扰、温度范围宽（-40~155℃）等特点；

（2）可靠性要求。汽车设计寿命一般 在 15 年或 20 万公里，整车厂对车规级 MCU 的要求通常是零失效；

（3）供货周 期要求。车规级 MCU 的供应周期需要覆盖整车的全生命周期，供货周期一般为 15~20 年；

（4）重新认证要求。在工业 MCU 上执行很多微小的工艺变化都不需 要客户或对 MCU 进行重新认证，但对于汽车 MCU 来说需要进行重新认证。

一般需符合三大车规标准和规范：

1. 在设计阶段要遵循功能安全标准 ISO26262，

2. 在流片和封装阶段要遵循的 AEC-Q001~004 以及 IATF16949，

3 .在认证测试阶段要遵循的 AEC-Q100/Q104。其中，AECQ100 分为四个可靠性等级，从低到高分别为 3、2、1、0；ISO26262 定义的 ASIL 有四个安全等级，从低到高分别为 A、B、C、D；AEC-Q100 系列认证一般至少 需要 1-2 年的时间，而 ISO26262 的认证难度更高，周期更长。在考虑到芯片上 车后还需要认证的时间，整体上车规级芯片从流片到相关车型量产出货可能要 3- 5 年时间.

目前国内外做得比较出色的车规级MCU产品：

01

恩智浦NXP S32K汽车MCU

S32K MCU系列是NXP基于Arm Cortex-M系列的可扩展、低功耗微控制器，具有高级功能安全、信息安全和软件支持，适用于ASIL B/D车身、区域控制和电气化应用。

S32K MCU提供硬件和软件的可扩展性和兼容性，支持固件无线(FOTA)、高级硬件安全性、CAN FD和以太网TSN。该系列MCU包括S32K1和S32K3，前者是基于Cortex-M0+/M4F内核的单核MCU，带128 KB至2 MB 存储器，支持ASIL B，已经量产；后者基于Cortex-M7内核，具有单核、双核和锁步内核MCU，带512 KB至8 MB存储器，支持ASIL B/D。

02

英飞凌Cypress Traveo II汽车MCU

Cypress Traveo II系列是英飞凌专为汽车应用而设计的32位MCU。由于在单核Arm Cortex-M4F和双核Cortex-M7F中内置了处理能力和网络连接，该系列微控制器的性能可以从400 DMIPS 提高到1500 DMIPS。Traveo II 系列集成了HSM（硬件安全模块）、用于安全处理的专用 Cortex-M0+，以及满足FOTA要求的双存储体模式嵌入式闪存，因而具有高级安全功能。该系列MCU还配备了优化的软件平台，可用于赛普拉斯 AUTOSAR MCAL（微控制器抽象层）、自测库、闪存 EEPROM 仿真以及安全低级驱动程序，并结合第三方固件使用

Traveo II系列包括入门级型号CYT2B6、CYT2B7、CYT2B9和CYT2BL，以及高性能型号CYT3BB/4BB和CYT4BF。其中CYT2B9 MCU 专为汽车车身电子设备而设计，基于Cortex-M4F内核，具有出色的处理能力和网络连接性能。

除了CAN FD接口外，该系列还通过嵌入式CXPI接口提供更高的响应和更快的通信速度，是车身控制模块、暖通空调和照明的理想选择。该芯片具有六种电源模式，使ECU能够最大限度地降低整体功耗且保证安全功能，以实现安全通信，并在内存大小和引脚数方面具有出色的可扩展性。

03

意法半导体Stellar 32位汽车MCU

意法半导体Stellar系列汽车MCU专为基于域控制器的汽车平台而设计，是建立在ST高性能汽车 MCU专业知识和广泛应用的基础上，扩展其SPC58系列的下一代汽车微控制器。

Stellar 系列MCU结合 28nm FD-SOI、嵌入式相变存储器 (PCM) 和多个 Arm Cortex R-52 内核的优势，可以支持高达 600Mhz 的频率和超过 40MByte 的嵌入式 PCM 非易失性存储器，用于快速和确定性的实时计算，不受非集成存储器的延迟影响。

该系列MCU具有许多创新功能，可确保实时性能和安全性，同时最大限度地降低恶劣、高温环境中的功耗，其主要应用包括混合动力系统的智能控制、带有车载充电器的汽车系统电气化、电池管理系统和DC-DC 控制器，以及智能网关、高级驾驶辅助系统 (ADAS) 和增强型车辆稳定性控制等。

04

先楫 HPM6750

HPM6750 MCU是先楫半导体推出的高性能高实时 RISC-V MCU 旗舰产品，目前已经量产。与国际竞品相比，HPM6750单核运行主频即可达到惊人的816MHz，在CoreMark跑分测试中，HPM6750获得了9220的高分，成功刷新了国际MCU领域的性能记录。

在具体性能方面，HPM6750 MCU采用RISC-V 内核，支持双精度浮点运算及强大的 DSP 扩展，主频频率创下了MCU 性能新纪录，是目前市场上高性能MCU的理想之选。此外，该MCU还配置了高效 L1 缓存和本地存储器，加上 2MB 内置通用SRAM，极大避免了低速外部存储器引发的性能损失。

HPM6750还拥有强大的多媒体支持能力和丰富外设接口，其适配的LCD显示控制器可支持高达1366×768 60fps的八图层RGB显示支持，支持图形加速功能，可支持双千兆以太网，IEEE1588，双目摄像头。并具有4个独立的pwm模块，每个模块可生成8通道互补PWM，及16通道普通PWM、3 个 12 位高速 ADC 5MSPS、1 个 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 个模拟比较器等多个接口。

先楫HPM6750高性能RISC-V MCU可用于汽车仪表方案的开发。这款10.1英寸的仪表显示屏的分辨率达1280×480，超过了60万像素。借助HPM6750的高性能CPU，以及独立自主知识产权的显示系统，包括8图层混合显示控制器，以及2D图形加速单元，成功实现了动态流畅的显示车辆行驶的各种关键信息，包括车辆的速度，发动机转速，油箱的状态等等，还包括了一些行驶的辅助信息，比如当前的时间，安全带的状态，转向灯信息等等。得益于HPM6750显示系统的卓越设计，显示屏局部的图层刷新可由硬件完成，限制降低CPU负荷，显示的刷新率超过了60帧每秒。

05

比亚迪半导体BF7006AMXX系列车规级MCU

比亚迪半导体的车规级MCU采用高可靠性的车规级制造工艺，严格按照AEC-Q100 Grade1质量标准测试认证，遵循IATF16949体系下生产管控流程。其8位和32位内核系列MCU的安全等级可最高达到ISO26262 ASILB标准，已大规模用于电动车窗、电动座椅、雨刮、车灯、仪表、后视镜、车锁等多种汽车通用控制。

BF7006AMXX 作为一款满足汽车AECQ100 GRADE1 品质等级的32 位通用MCU，依照ISO26262 ASIL-B 等级标准要求设计；其内部集成CAN、LIN、UART 等多种通信模块，多路计数器、计时器及PWM 功能，并包含有高精度ADC，存储支持EEPROM 即时数据保存等多种通用模块。封装形式为LQFP64、LQFP48、TSSOP28，适合如电动车窗、电动座椅、雨刮、车灯、门锁等多种汽车电子车身控制应用。

06

旗芯微 FC4150F512

苏州旗芯微半导体有限公司成立于2020年10月，将基于ARM Cortex M4、M7等系列架构构建面向汽车不同应用场景的高性能、高可靠性的片上系统，开发智能汽车高端控制器芯片。通过采用自研IP，多核锁步等技术以及应用于车规芯片的六西格玛模拟电路设计流程，设计出覆盖安全标准ISO26262 ASIL-B至ASIL-D的全系列产品家族。公司产品均满足车规AEC-Q100、功能安全标准ISO26262以及各项车规可靠性测试，可广泛应用于车身、汽车仪表、安全、动力、电池管理等领域。

FC4150F512芯片属于旗芯微FC4150产品家族的5V电压车规级MCU。FC4150产品系列是基于Corex-M4F内核的高性能车规级MCU，支持ASIL-B功能安全等级，AEC-Q100 认证，Grade 1等级，适用于汽车的BCM、BCM+、BMS、照明、电机控制、HVAC、TPMS和T-BOX等应用。

性能方面，FC4150F512主频高达150MHZ、内置512KB的Flash和128KB的SRAM，3.0V-5.5V的工作电压，带有6个CAN口，其中3个支持CAN-FD。并针对成本敏感的应用进行了优化。

该产品提供开源SDK软件包，驱动开发样例支持多个IDE：Keil，IAR, Eclipse。并且提供自主开发的MCAL软件，该软件遵守ISO26262功能安全开发流程，支持FULLAUTOSAR和单独AUTOSAR CAN/LIN/Ethernet协议栈应用。

07

小华HC32F460

小华HC32F460系列芯片是基于ARM Cortex-M4 32-bit RISC CPU，工作频率200MHz的高性能MCU。该芯片还集成了高速片上存储器，包括512KB的Flash，192KB的SRAM，并支持宽电压范围(1.8-3.6V)，宽温度范围(-40-105℃)和各种低功耗模式，可应用于汽车电动背门、伺服电机控制器、面板控制器 、编码器等领域。

接口方面，HC32F460系列芯片集成了丰富的外设功能。包括2个单独的12bit 2MSPS ADC，1个增益可调PGA，3个电压比较器(CMP)，3个多功能16bit PWM Timer(Timer6)支持6路互补PWM输出，3个电机PWM Timer(Timer4)支持18路互补PWM输出，6个16bit通用Timer(TimerA)支持3路3相正交编码输入及48路Duty独立可设PWM输出，11个串行通信接口(I2C/UART/SPI)，1个QSPI接口，1路CAN，4个I2S支持音频PLL，2个SDIO，1个USB FS Controller带片上FS PHY支持Device/Hos。