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2022年02月21日 | 中国

意法半导体新款MCU推动电动汽车进程,为软件定义电动汽车助力

  • Stellar E系列电动汽车专用微控制器,促进集中式电气架构发展
  • 简化车载充电机高能效功率模块和数字化功率转换系统设计

服务多重电子应用领域、全球排名前列的半导体公司意法半导体(STMicroelectronics,简称ST;纽约证券交易所代码:STM) 推出新款车规级微控制器 (MCU)。新产品针对电动汽车和汽车集中式(区/域)电气架构优化了性能,有助于降低电动汽车成本,延长续航里程,加快充电速度。

在当今的电动汽车中,选择搭载SiC(碳化硅)高能效功率模块,可以最大限度延长行驶里程,加快充电速度。而在此前,想要控制先进的 SiC 功率半导体,电动汽车还需要一个专用的高速信号处理器。ST的Stellar E MCU专为下一代软件定义电动汽车设计开发,在芯片上集成了高速控制回路处理电路。现在,只用一个MCU就能控制整个功率模块,从而简化了模块设计,节省了成本,也更容易达到汽车安全标准。

这款新MCU是ST基于Arm®内核的Stellar微控制器产品家族的延伸,在开发过程中即将汽车作为目标平台,从零开始设计。作为功能强大的集中式区域控制器,该系列简化了汽车电气架构,能够提高功率、设计灵活性和安全性。目前,Stellar产品家族包括用于提高集成度和开发车辆控制器的Stellar P系列和用于开发车身控制应用的 Stellar G系列。Stellar产品家族架构集成了多个 Arm Cortex处理器内核,这些内核可以提供高处理性能和配置锁步冗余的机会,并支持实时硬件虚拟化。Stellar全系产品都可以通过安全无线 (OTA) 更新功能升级软件。

意法半导体汽车和分立产品部副总裁、战略性业务开发和汽车处理器及射频产品总经理 Luca Rodeschini表示:“我们的 Stellar MCU可以实现先进的电动汽车设计,同时确保电源管理具有很高的能效,为车辆生命周期管理带来软件定义的灵活性。有了新的 Stellar E系产品加入,现在Stellar产品平台可以为电动汽车创造新的价值链。感知环境、控制车辆动态、提高功率转换效率,以及安全管理大电流功率级,这些功能都可以在一颗芯片上有效处理。安全无线更新软件功能使车企能够改进他们的控制策略,提高汽车的行驶里程、性能和能效。”

Stellar E 系列首款产品Stellar SR5E1是为电动汽车车载充电器 (OBC) 和通用 DC/DC 转换器优化设计,现已向主要客户提供样品,计划2023 年开始量产。

编者注:向软件定义汽车过渡

软件定义汽车指的是将汽车变成一个软件平台,在一个硬件框架内集成由原生软件和可无线下载的应用程序组成的软件生态系统,让汽车厂商能够不断改进功能、更新安全性,并提供创新服务。软件升级能力和硬件集成度对电动汽车提高车辆的能效,延长行驶里程尤为重要。

技术详情
在采用碳化硅 (SiC) 功率晶体管和二极管后,电动汽车上的大功率应用,即车载充电机、电动传动系统和各种 DC/DC 转换器的能效和可靠性获得巨大提升,在明显高于普通硅功率半导体的开关频率下,能效和可靠性实现大升幅度提升。

当今市场上普通车规 MCU执行充电控制算法的速度无法支持碳化硅功率晶体管更高的开关频率,因此,还需额外增加一个 DSP芯片来专门处理控制回路,但是,使用DSP处理器需要单独写代码,这不可避免增加了用传统 MCU 实现控制模块的物料清单成本和设计复杂性,导致控制模块的成本、尺寸和功耗增加。

Stellar E (Stellar电动汽车MCU)是一系列可在同一颗芯片上执行高速控制回路处理和通用控制运算的车规MCU,可以简化功率模块设计,精简物料清单,有利于功率模块向基于SiC的高效解决方案过渡,从而实现更长的行驶里程和更快的充电速度。

利用片上集成的高速模数转换器 (ADC)、高精度脉宽调制 (PWM) 控制器和快速动作保护电路等特性,这些 MCU 可以控制多个功率转换器。

此外,Stellar E 系列支持先进的汽车功能性安全标准 (ISO 26262 ASIL-D)、数据安全功能(HSM)和行业标准软件互操作性(通过 Autosar 4.3.x),以及软件安全无线更新功能。采用Stellar家族设计可带来更多的优势,包括广泛的软件开发工具链,以及家族通用的控制与执行生态系统。

 

关于意法半导体
意法半导体拥有48,000名半导体技术的创造者和创新者,掌握半导体供应链和先进的制造设备。作为一家独立的半导体设备制造商,意法半导体与二十多万家客户、数千名合作伙伴一起研发产品和解决方案,共同构建生态系统,帮助他们更好地应对各种挑战和新机遇,满足世界对可持续发展的更高需求。意法半导体的技术让人们的出行更智能,电力和能源管理更高效,物联网和5G技术应用更广泛。意法半导体承诺将于2027年实现碳中和。详情请浏览意法半导体公司网站:www.st.com

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