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2022年06月21日 18:00

明星产品介绍 | E3640高性能多核MCU:面向域控制器解决方案,助力汽车电子电气架构升级

随着汽车电子电气架构的变革,多个分离的ECU不断集中,域集中和区域集中的发展趋势要求其具有更高的算力和丰富的接口,因此高性能车规MCU的需求越来越高。在域控网关、高级辅助驾驶控制器甚至是刹车控制器等应用中,往往需要多个实时内核的算力才能满足应用的需求。

领先的车规芯片企业芯驰科技近期推出E3车规MCU芯片控之芯,预计最早于今年第三季度实现量产。在正式面世前,就有数十个客户基于E3提前设计产品。芯驰提供从芯片到开发套件、设计方案等完整工具链支持,致力于为用户打造完整的生态。

E3控之芯共5个系列产品于今年4月初同时对外发布,都已向客户开放样品和开发板申请。其中,E3600系列产品包含3对Cortex-R5F高性能实时内核CPU,功能安全等级达到ASIL D,很好地满足了高性能和高可靠的需求。


E3旗舰产品 —— E3640


E3640是E3 MCU家族中的旗舰产品,包含3组600MHz Cortex-R5F CPU,功能安全等级达到ASIL D,温度等级达到AEC-Q100 Grade 1,面向未来高性能高可靠应用,例如底盘域控制器、动力域控制器、区域网关、ADAS和自动驾驶等场景。

芯驰高性能高可靠MCU E3640产品框图


高性能多核CPU:E3640具备三对双核锁步的ARM-Cortex R5 CPU Cluster,主频高达600MHz。其中CPU Cluster 1工作在Lock-Step模式,CPU Cluster 2和CPU Cluster 3可以由用户根据应用场景配置为Lock-Step模式或者Split模式。E3640最多可以提供5个独立运行的CPU并且都工作于600MHz的时钟频率,CPU算力高达6000DMIPS。

大容量片上存储:4MB片上SRAM和0.5MB ECC SRAM,3对R5 CPU内核还分别配置了32KB I-Cache、32KB D-Cache和128KB TCM,E3640配备的SRAM容量多达5MB。

丰富的外部存储扩展:4个XSPI接口,用于支持包括Quad-SPI/Octal-SPI NOR FLASH、 HyperFLASH和HyperRAM,2个SEHC接口用于支持SD/SDIO和eMMC存储。

丰富的通信接口:24个CAN-FD、 16个LIN、 2个支持TSN的千兆以太网和2个FlexRay,以及一个USB2.0接口。

模拟接口:内置3个12-bit SARADC, 2个Analog Comparator,支持单端和差分输入模式,共支持48路外部模拟信号接口。

采用BGA324封装,提供丰富I/O接口,每个数字I/O都具有GPIO功能且可以作为外部中断源输入。

功能安全等级支持ASIL D,采用双核锁步Cortex-R5,所有SRAM上都配置了错误检查和校正(ECC),在安全相关的外设上都配置了端到端(E2E)保护。

内置硬件信息安全模块,不仅支持经典公钥、哈希、对称加密和随机数生成算法,同时还支持国密商密SM2/3/4/9算法。


基于E3640的域控制器参考设计


为了方便用户能够更快地了解E3640产品的特性,芯驰推出了基于E3640的域控制器参考设计,具有丰富的资源,可用于区域网关、BMS、底盘和动力域控制器等多个应用的参考和评估。

E3640参考设计


E3640参考板主要硬件资源如下:

✓E3640 ASIL D MCU,内置4MB SRAM with ECC

✓512Mb HyperFLASH +64Mb HyperRAM MCP

✓2路1000BASE-T1以太网接口

✓1路100BASE-TX以太网接口

✓16路CANFD接口

✓4路LIN接口

✓16路SENT/PWM接口

✓32路模拟输入接口

✓8路高低边开关

✓MicroSD卡插槽

✓JTAG Debug接口

✓3.5mm音频接口


MCAL和SSDK软件包


在车规MCU领域,大部分用户都会采用AUTOSAR标准的软件包。芯驰针对E3640提供满足AUTOSAR标准的MCAL,实现微控制器、存储、通信和I/O等硬件的驱动程序,可以支持Vector、EB、普华、ETAS、东软睿驰、恒润(排名不分先后)等国内外主流AUTOSAR厂商的软件平台。为便于客户评估这些基本驱动模块,芯驰提供了AUTOSAR Demo程序,在设定的应用场景中展示这些基本模块的调用。

值得一提的是,为帮助客户顺利地运用E3640的各类安全机制,芯驰还提供基于AUTOSAR的功能安全软件库。用户可以参考功能安全手册,使用这些软件来完成最终的功能安全设计,实现各个功能模块的自检管理、故障应对、故障监控和事件记录。

此外,芯驰还为E3 MCU开源提供基于FreeRTOS的SSDK软件包,主要包括操作系统、中间层和范例程序三个部分。

操作系统部分包含了FreeRTOS操作系统内核和适用于芯驰E3的BSP软件。BSP软件具体又囊括了CPU配置、系统模块配置、内外部存储驱动、各类外设和数模I/O驱动、外部器件驱动(以太网PHY、CAN收发器、LIN收发器、SBC等)和电源管理。

在中间层,芯驰提供了丰富的组件来满足不同客户的需求,如OTA服务、安全启动服务、信息安全服务、马达控制软件库、功能安全软件库、LWIP协议栈、Flash虚拟EEPROM等。

应用层软件部分,芯驰提供了丰富的范例程序,包括但不限于OTA升级、汽车以太网网关等。

在开发环境上,芯驰也已经可以支持IAR、Greenhills和GCC编译器,以及J-Link, LAUTERBACH等常用的调试器。


E3600/E3400/E3200系列产品


除了E3640,E3还有多款MCU产品推向市场,包括与E3640 Pin-to-Pin兼容的E3430,包含2对600MHz Cortex-R5F CPU和3MB SRAM;及采用LQFP176封装的E3210,包含1对400MHz Cortex-R5F CPU和1MB SRAM。

E3600/E3400/E3200系列产品均已向客户开放样品和开发板申请,预计在今年第三季度实现量产,有助于客户应对“缺芯”挑战。

芯驰E3600/E3400/E3200系列产品可以轻松地在同系列产品中实现升级迭代。E3全系列产品在系统架构上均采用ARM Cortex R5内核,且各类外设模块在硬件上相似、兼容,这也带来软件上的高兼容性。通过一套工具链和软件包,用户可以对不同型号产品进行编程开发。


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