車輛電子架構正從分散式設計逐步走向整合。
過去汽車多由多個電子控制單元(ECU)分別負責不同功能,從動力控制、電池管理到車身系統,各自獨立運作,再透過線束連接。隨著電動車與軟體定義車輛(SDV)發展,功能數量持續增加,也讓系統複雜度、重量與成本同步上升。
在此趨勢下,整合式控制架構逐漸成為發展方向。
意法半導體(ST)推出Stellar P3E車用微控制器,鎖定多功能整合控制應用。該產品導入AI加速器,並搭配高效能運算與記憶體配置,作為車輛系統整合平台的一部分。
意法半導體集團副總裁暨通用及汽車微控制器事業部總經理 Luca Rodeschini 表示,車輛正逐漸轉變為運算平台,軟體規模快速成長,同時也面臨供應鏈不穩定與市場競爭等挑戰。在這樣的背景下,車廠需要一個具備運算能力、整合彈性與安全基礎的平台,以支援後續發展。
在架構設計上,X-in-1已成為車用系統整合的重要方向。
透過將逆變器、電池管理、DC-DC轉換器與車載充電系統等功能整合至單一控制平台,可減少線束與模組數量,並降低整體系統複雜度。此類整合設計,也使控制器需同時處理多項功能,對運算與I/O能力提出更高要求。
Stellar P3E提供約8,000 CoreMark的運算效能,採用四核心架構,其中兩個核心支援lockstep機制,以提升安全性。在記憶體方面,該元件採用高密度PCM(相變化記憶體),提供較大的非揮發性記憶體容量,以支援多功能整合與OTA(空中更新)需求。
在I/O配置上,Stellar P3E提供超過300個腳位,讓單一控制器可連接多個系統模組。在通訊方面,支援1 Gigabit乙太網路與CAN-XL,以滿足整合架構下的資料傳輸需求。
AI則是該產品的另一項重點。
Stellar P3E內建Neural-ART加速器,可在控制器端執行神經網路推論。ST指出,透過專用加速器,可避免在CPU上執行AI演算法所帶來的資源占用問題,同時提升即時性。
在應用上,AI可用於車載充電系統(OBC)分類、機械零件磨損偵測,以及提升防夾(anti-pinch)演算法的準確度與反應速度。
此外,AI亦可應用於類比訊號分析,以提升控制迴路效率,並支援部分難以直接量測的參數,例如馬達內部溫度。
在功耗設計上,ST表示,透過將AI運算放在加速器中執行,並減少資料在不同模組之間移動,有助於降低整體功耗。
整體而言,車用電子架構正朝整合化與高效能節點發展。隨著功能增加與軟體需求提升,控制平台需同時具備運算能力、記憶體容量與通訊能力,以支援車輛長期演進。