軟件定義汽車：恩智浦技術日巡回研討會解讀

汽車行業(yè)正處于劇變之中，電氣化、數(shù)字化、云端連接三大趨勢正在推動著汽車的創(chuàng)新功能爆發(fā)式增長。消費者對汽車的期望也在發(fā)生變化，他們希望汽車不再只是簡單的代步工具，而是一個可以隨著時間推移不斷升級的智能產(chǎn)品。

全球汽車行業(yè)都面臨著縮短開發(fā)周期的壓力，汽車行業(yè)正經(jīng)歷著創(chuàng)新變革，與其他行業(yè)相比，其開發(fā)周期相對較長。以半導體的兩年開發(fā)周期對比，汽車行業(yè)需要應對這一挑戰(zhàn)，提出了統(tǒng)一汽車架構的操作系統(tǒng)的必要性。

軟件定義汽車需要一個中央架構，該架構集中控制車輛的各個方面，包括智能駕駛、車輛運動、能源、車身和舒適度以及信息娛樂等元素，建立了層次結(jié)構，用于承載實現(xiàn)的功能和應用。

Part 1、軟件定義汽車時代的來臨

現(xiàn)在汽車電子都在往第五代架構演化，開始引入了區(qū)域控制器和中央計算單元，可以簡化軟件堆棧和功能部署，從而顯著改善了整個汽車行業(yè)的設計。

●?第五代架構的最大優(yōu)勢在于為車企提供了簡化ECU能力：

●?促進安全的無線(OTA)更新：以往大量的ECU導致更新方面的瓶頸和復雜性，給安全性、可靠性、法規(guī)遵從性和數(shù)據(jù)真實性帶來挑戰(zhàn)。區(qū)域架構提供了整合的解決方案，并且在更新失敗時能夠回滾，提升了安全性。

●?硬件和軟件的解耦：解耦加快了開發(fā)時間，實現(xiàn)了更快的重新設計和適應，減少了對單一供應商的依賴，加速了上市時間，并提高了創(chuàng)新靈活性。通過在軟件堆棧中引入抽象層，一個區(qū)域控制器可以執(zhí)行多個之前獨立的ECU的功能，從而用更少、更通用的計算硬件構建。

●?增加芯片整合和集成：區(qū)域控制器通過整合多個ECU的功能實現(xiàn)了芯片整合和集成。同時，更小的節(jié)點尺寸提高了功率效率。新興的片上系統(tǒng)設計將多個中央處理單元（CPU）、內(nèi)存和專用硬件（HW）加速器子系統(tǒng)結(jié)合在一起，實現(xiàn)了確定性的路由延遲和不需要推理的自由。因此，用于區(qū)域控制器的最新片上系統(tǒng)（SoC）通?；?6納米（nm）及以下的節(jié)點尺寸。

●?降低線束復雜性：區(qū)域控制器作為輸入/輸出（I/O）聚合器，通常放置在汽車的機械邊緣，充當傳感器和執(zhí)行器的聚合器，從而降低了線束的復雜性。這促進了標準化，支持自動化生產(chǎn)過程，從而降低了成本?？紤]到現(xiàn)代車輛的線束成本通常占據(jù)E/E架構總預算的20%，這一優(yōu)勢非常顯著。

預計到2030年，采用分區(qū)架構的車輛全球份額將達到18%，而基于域的架構（包括只有一個域計算單元（DCU）的輕型架構和所有域都有一個DCU的完整架構）將占48%，分布式架構將占34%。

針對下面的變革，芯片企業(yè)也提出了自己的發(fā)展方向。

Part 2、恩智浦的技術日巡回研討會

本次芝能參加了“恩智浦技術日巡回研討會”鄭州站的活動，這家公司在汽車行業(yè)深耕多年，擁有豐富的經(jīng)驗和領先的技術，有不同的解決方案。

在技術日活動中，恩智浦攜同旗下所有代理商合作伙伴，展示了一系列解決方案，涵蓋了高壓 BMS（電池管理系統(tǒng)）、電機驅(qū)動以及數(shù)字鑰匙等領域，為汽車電氣化和智能化提供了全面的解決方案。

這些參考方案更像是恩智浦對現(xiàn)在產(chǎn)品的理解，根據(jù)中國目前快速迭代給的參考，車企和零部件企業(yè)在設計中可以選擇部分作為參考，也可以和其他芯片企業(yè)的方案做比較。

給人印象比較深刻的包括高壓BMS方案、逆變器方案、數(shù)字鑰匙方案和熱管理方案。

●?高壓 BMS 解決方案

電池管理系統(tǒng)是48V混動、插電混動（PHEV）、增程混動（EREV）和純電動（BEV）都需要的核心產(chǎn)品，隨著電池技術的迭代，電池管理系統(tǒng)的迭代越來越快。

恩智浦展示的基于 NXP 平臺的高壓 BMS 解決方案集成度極高。主控采用了最新的 S32K344 MCU，基于 Arm Cortex-M7 內(nèi)核，整個軟件架構基于 AUTOSAR 架構。

該系統(tǒng)包括了 18 路的 MC33775 電芯檢測，采用了雙路 MC33772 來實現(xiàn)對高壓部分的監(jiān)控。從底層驅(qū)動到功能安全，該解決方案覆蓋了從底層到應用層的所有軟件需求，提供了硬件和全套軟件解決方案。

恩智浦通過自己的產(chǎn)品組合，給了一個完整的參考解決方案，能夠加速工程師們迭代開發(fā)，把最新的芯片技術應用到電池系統(tǒng)中。

●?驅(qū)動系統(tǒng)逆變器解決方案

另一套解決方案是基于驅(qū)動系統(tǒng)逆變器構建的。主控采用了 S32K396，配備了 iGPT 的 driver GD3133162。整套軟件架構基于 AUTOSAR，最大的特點在于實現(xiàn)了軟件懸掛解碼，幫助客戶降低整個系統(tǒng)的成本。

隨著多合一系統(tǒng)的進入，逆變器解決方案是一個基礎，恩智浦的工程師也是把詳細的解決方案給了大家做參考，能夠優(yōu)化成本，快速做出產(chǎn)品設計。

●?數(shù)字鑰匙方案

恩智浦還展示了基于藍牙和 UWD 的數(shù)字鑰匙方案，通過手機實現(xiàn)開鎖功能，避免了攜帶傳統(tǒng)鑰匙的麻煩。該系統(tǒng)可以實現(xiàn)準確的定位，提高了開鎖和閉鎖的準確性。整個系統(tǒng)的架構包括了 KW45 和 UWD 芯片，可以實現(xiàn)雙模定位，滿足不同手機的需求。

●?熱管理方案 ? ? ? ? ??

活動中還展示了基于恩智浦技術的熱管理解決方案，方案中熱管理域控制器采用單個車規(guī)級高性能MCU+外圍功率電路設計，可以同時驅(qū)動三無刷電機、六有刷電機、三步進電機，支持熱管理系統(tǒng)多路溫度靈活觸發(fā)采樣，實現(xiàn)熱管理系統(tǒng)的電機控制和溫度邏輯管理。

我們還和現(xiàn)場的工程師交流，他們對這次技術日的交流表示滿意的。有恩智浦技術和產(chǎn)品介紹，也有一些可參考的內(nèi)容。

我們與一些參與者溝通，他們也對研討會表示歡迎，畢竟現(xiàn)在的創(chuàng)新源頭圍繞芯片和算法，部分參會者是這么說的：

陳雷（鶴壁市聯(lián)明電器有限公司副總經(jīng)理）："恩智浦的技術日為我們提供了一個深入了解最新汽車電子技術的機會，這對我們的產(chǎn)品開發(fā)非常有幫助。"

沈欽鋒（鄭州市錦飛汽車電氣系統(tǒng)有限公司總經(jīng)理）："我們公司一直在尋找創(chuàng)新解決方案來提升我們的產(chǎn)品競爭力，恩智浦的技術日為我們提供了很多啟發(fā)。"

何剛偉（鄭州森鵬電子技術股份有限公司運營總監(jiān)）："軟件定義汽車時代的到來意味著我們需要更多軟件方面的支持，我很高興看到恩智浦為此提供了全面的解決方案。"

霍其濤（天海汽車電子集團股份有限公司產(chǎn)品經(jīng)理）："這次技術日不僅展示了先進的技術，還為我們提供了交流和合作的機會，我們期待與恩智浦更進一步的合作。"

總結(jié)

在汽車電子領域，創(chuàng)新的主體，一邊是上游的芯片企業(yè)，一邊是直接面對消費者的車企。而NXP近幾年在汽車半導體和MCU市場方面表現(xiàn)突出。

通過技術創(chuàng)新和市場擴展策略，后續(xù)有不斷解鎖的新技術介紹，通過巡回研討會的形式，將繼續(xù)在重慶、常州、合肥、武漢、廣州等地展開，歡迎各位工程師朋友的關注。? ?