車規MCU替代突破,多款國產方案推薦
發布時間:2023-09-11 責任編輯:admin
近兩年國內汽車電動化發展迅速,新能源汽車的產量銷量都有大幅的提高。2023年國內新能源汽車銷量高達1450萬輛,同比增長超過60%,中國的新能源汽車正呈現出蓬勃發展的態勢。
隨著汽車產業智能化、電動化、網聯化的快速發展,車輛對芯片的需求也從單一向多功能、高(gao)性(xing)能(neng)發(fa)展(zhan),汽(qi)車(che)行(xing)業(ye)的(de)轉(zhuan)型(xing)對(dui)車(che)規(gui)級(ji)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)等(deng)電(dian)子(zi)零(ling)部(bu)件(jian)的(de)需(xu)求(qiu)也(ye)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。對(dui)於(yu)國(guo)內(nei)半(ban)導(dao)體(ti)行(xing)業(ye)來(lai)說(shuo),新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)的(de)時(shi)代(dai)已(yi)經(jing)拉(la)開(kai)了(le)序(xu)幕(mu),對(dui)先(xian)進(jin)製(zhi)程(cheng)的(de)芯(xin)片(pian)需(xu)求(qiu)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。
MCU芯片已經廣泛的應用於各種電子設備,包括消費電子、計算機網絡、工控、汽車電子或醫療等領域。其中汽車電子領域占比約為30%,其市場需求不斷增強。MCU在汽車電子的應用涵蓋了窗戶、空調、座椅等簡單操作,包括但不限於車身控製、發動機管理、智能駕駛、ASAD、傳感器融合等等。
車規級芯片根據實際應用場景的差異,對MCU規格的選擇也有所不同。
8位MCU的成本較低並且易於開發,實現低端控製功能。目前主要應用在相對簡單的基礎控製領域,如空調、照明、車窗、座椅等低階控製場景。
16位MCU也具備一定的計算能力和存儲容量,可以實現中端控製功能:動力傳動係統和地盤機構。動力傳動係統如引擎控製、齒輪與離合器控製、電子式渦輪係統等等;底盤機構如懸吊係統、電子式動力方向盤等等。
32位MCU的運算能力較強,實現高端控製功能,滿足數據高速處理的需求。主要應用於車身控製、多媒體信息係統、行車安全係統等領域,以及汽車安全係統和動力係統(預碰撞、駕駛輔助係統、ACC等)。
英飛淩、NXP、意法半導體等國際廠商占據了絕大部分的汽車芯片市場,而國內MCU廠商主要集中在消費電子和家電類等中低端領域,車規MCU的產品市場份額較小。
雖然國外大廠在汽車芯片市場的份額相比於國內數量多,但隨著智能化進程的發展,國內MCU廠商也將市場拓展到汽車電子中,具備國產替代的能力汽車級MCU市場將不再局限於國際品牌,例如國芯科技、比亞迪半導體、旗芯微、先輯半導體、極海半導體等等。其中我愛方案網提供旗芯微、先輯半導體國產替代芯片方案,詳細介紹如下:
旗芯微成立於2020年10月,是國內唯一擁有完整車用MCU8/16/32 bits開發能力的原生本土團隊。基於多核ARM Cortex M/R/A架構構建麵向汽車不同應用場景的高性能、高可靠性的片上係統,開發智能汽車高端控製器芯片。
FC4150F512芯片:
FC4150F512芯片屬於FC4150產品家族的5V電壓車規級MCU。FC4150產品係列是基於Corex-M4F內核的高性能車規級MCU,支持ASIL-B功能安全等級,AEC-Q100 認證,Grade 1等級,適用於汽車的BCM、BCM+、BMS、照明、電機控製、HVAC、TPMS和T-BOX等應用。

性能方麵,FC4150F512主頻高達150MHZ、內置512KB的Flash和128KB的SRAM,3.0V-5.5V的工作電壓,帶有6個CAN口,其中3個支持CAN-FD。並針對成本敏感的應用進行了優化。
該產品提供開源SDK軟件包,驅動開發樣例支持多個IDE:Keil,IAR, Eclipse。並且提供自主開發的MCAL軟件,該軟件遵守ISO26262功能安全開發流程,支持FULLAUTOSAR和單獨AUTOSAR CAN/LIN/Ethernet協議棧應用。
FC7300係列芯片:
FC7300產品係列是旗芯微推出的國產首顆功能最齊全的域控製器芯片,該芯片基於5V車規級工藝打造,是基於多個Cortex-M7內核的高性能車規級HPU,並支持高帶寬高可靠的片上嵌入式閃存記憶體,支持應用ASIL-D + ASIL-B功能安全等級多核配置,AEC-Q100 認證,Auto-Grade 1等級。

性能方麵,FC7300F8MDT產品家族包含3個Cortex-M7應用核心,另外配備兩個CM7鎖步核,高達300 MHz主頻。FC7300集成了眾多高級通訊接口,帶有10個CAN-FD口,1個千兆網口並支持TSN功能,支持高速網絡功能並滿足高實時性傳輸要求。支持其他多種協議接口的配備,使 MCU 能夠處理多種類型傳感器生成的大量傳感器數據。芯片內部集成了8MB Flash及1.1MB RAM空間,Flash支持256bit的讀位帶寬並支持並行3路Flash訪問來滿足對Flash帶寬的需求。提供176LQFP-EP, BGA320封裝。
先楫半導體是一家致力於高性能嵌入式解決方案的半導體公司,產品覆蓋微控製器、微處理器和周邊芯片,以及配套的開發工具和生態係統。可用於車載顯示、自動駕駛、底盤發動係統、電源控製等多個領域。
HPM6700/6400 係列
HPM6700/6400 係列產品是先楫半導體推出的高性能高實時 RISC-V MCU 旗艦產品,目前已經量產。與國際競品相比,HPM6700係列芯片單核運行主頻即可達到驚人的816MHz,在CoreMark跑分測試中,HPM6700獲得了9220的高分,成功刷新了國際MCU領域的性能記錄。

在具體性能方麵,HPM6700/6400係列芯片采用RISC-V 內核,支持雙精度浮點運算及強大的 DSP 擴展,主頻頻率創下了MCU 性能新紀錄,是目前市場上高性能MCU的理想之選。此外,該係列芯片還配置了高效 L1 緩存和本地存儲器,加上 2MB 內置通用SRAM,極大避免了低速外部存儲器引發的性能損失。
HPM6700/6400係列芯片還擁有強大的多媒體支持能力和豐富外設接口,其適配的LCD顯示控製器可支持高達1366x768 60fps的八圖層RGB顯示支持,支持圖形加速功能,可支持雙千兆以太網,IEEE1588,雙目攝像頭。並具有4個獨立的pwm模塊,每個模塊可生成8通道互補PWM,及16通道普通PWM、3 個 12 位高速 ADC 5MSPS、1 個 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 個模擬比較器等多個接口。
在安全性方麵,HPM6700/6400係列芯片集成了 AES-128/256, SHA-1/256 加速引擎,支持固件軟件簽名認證、加密啟動和加密執行。
HPM6300係列

先楫半導體推出的HPM6300全係列產品采用晶心Andes D45 RISC-V內核,支持雙精度浮點運算。模擬模塊包括16bit-ADC,12-bit DAC和模擬比較器,配以多組納秒級高分辨率PWM,為馬達控製和數字電源應用提供強大硬件支持;通訊接口包括了實時以太網,支持IEEE1588,內置PHY的高速USB,多路CAN-FD及豐富的UART,SPI,I2C等接口。
HPM6300的主頻達到648MHz, 並具有FFA協處理器,能實現FFT/FIR快速計算,具備3個16位的ADC、10/100M以太網等,適合工業自動化、電網等行業應用,如工業自動化領域的伺服驅動器、PLC、工業控製器,電網的DTU、斷路器等產品。
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