在今年的車展上，我們已經能看到面向軟件定義汽車的車輛架構解決方案展示。隨著汽車智能化、網聯化的程度不斷加持，車輛的功能越來越多，汽車正在朝著軟件定義方向快速發展。軟件正在為汽車創造新的價值，并且有大規模化、復雜化的趨勢。由此，提高軟件開發的效率方法，已經成為高級車載軟件開發必不可少的需求。

新一代車輛架構車輛控制單元功不可沒

車輛控制單元（VCU）是電動或混合動力車輛的域控制器，在車輛電氣化和新的動力傳動系統中正在發揮越來越重要的作用，VCU可讀取制動器、HVIL或充電器連接等的傳感器信號，起到平衡系統能量、優化扭矩、控制電機、高壓電池組和車載充電系統以及充電器鎖定的作用。

VCU有助于實現面向軟件構架（SOA）或軟件定義車輛（SDV）的各種功能，同時提供必要的接口，如標準和千兆以太網（GbE），以支持主機廠的分區架構。

此外，在入門級/商用車輛中，VCU還可以充當中央計算/網關，瑞薩的RH850/U2A汽車控制MCU，具有足夠的性能擴展空間，多核架構符合功能安全性（FuSA）ASIL-B、ASIL-D標準。

瑞薩車輛控制單元方案系統框圖

RH850/U2A可以為系統帶來以下優勢：將無線通信板（REIN-WCB-V1）添加到解決方案中，實現聯網車輛技術，包括4G/GPS/Wi-Fi/Bluetooth低能耗（LE）；支持“無等待”空中（Over-the-Air（OTA））升級；板載嵌入式多媒體卡（eMMC）為各種使用情況提供大容量存儲；提供硬件設計文件和示例軟件。

成功產品組合實現完整系統架構

瑞薩車輛控制單元方案的核心是RH850/U2A MCU區域/域微控制器，是瑞薩跨域MCU產品系列的首款產品，作為新一代車載控制器，旨在滿足日益增長的將多種應用集成到單塊芯片中的需求，以實現針對不斷發展的電氣電子架構（E/E架構）的統一電子控制單元（ECU）。

該器件采用28納米制程技術，以用于底盤控制的RH850/Px系列和用于車身控制的RH850/Fx系列的關鍵功能為基礎，進一步實現了32位RH850/U2A MCU的提升性能。

新一代車載控制MCU配備多達4個雙核鎖步結構400MHz CPU核。每個核都集成了基于硬件的虛擬化輔助功能，使滿足不同ISO26262功能安全級別的多種軟件系統在高性能模式下獨立運行且不受干擾。此外，還可減少虛擬化占用的資源，以保障實時執行。這樣，用戶就能夠將多個ECU功能集成到單個ECU中，同時滿足功能安全、信息安全以及實時操作要求。

RH850/U2A的應用包括

第三代車載計算機、無線電池管理系統、區域ECU虛擬化解決方案平臺、通信網關和集成DVR/DMS系統解決方案、車輛控制單元。

本方案的另一個組成部分是AT25QF128A，是為3V系統設計的標準類代碼和數據存儲解決方案。作為一款128Mbit 3V SPI串行閃存，它支持雙I/O和四I/O。該器件包括經過優化的擦除塊大小，可滿足代碼和數據存儲應用以及針對唯一設備序列化、系統級電子序列號（ESN）存儲和鎖定密鑰存儲的三個安全寄存器頁需求。

ISL78208是本方案中應用的寬VIN雙標準降壓穩壓器，每個通道可提供3A連續輸出電流。其輸入范圍為4.5V至28V，可為各種負載點應用提供高頻電源解決方案。其中的PWM控制器驅動內部開關N溝道功率MOSFET，經過優化集成電源開關可實現出色的熱性能。峰值電流模式控制提供了元件選擇的靈活性，并最大限度減小解決方案尺寸。ISL78208還具有過電流、UVLO和熱過載等保護功能。其應用包括：低成本數字車載儀表、區域ECU虛擬化方案、互聯Android儀表、車輛控制單元。

車輛控制單元方案中還有一個集成高邊MOSFET的降壓控制器ISL78206，它是一款AEC-Q100認證的40V，2.5A同步降壓控制器。該器件可以在同步和非同步降壓拓撲中操作，為各種輸入電壓的汽車應用提供了一種低系統成本、高效率的單器件降壓解決方案。

對于冷啟動或啟停操作過程中必須保持通電的車輛系統，ISL78206可以用引腳對引腳的ISL78201替代，以實現升壓-降壓操作。在同一PCB布局上提供兩種功能替代方案，為用戶提供了便利性和靈活性，有助于廣泛的設計重用。ISL78206還提供峰值電流模式控制和逐周期電流限制的電流保護，打嗝過電流模式可確保在惡劣的短路條件下可靠運行。其應用包括：域控制單元、低成本數字車載儀表、傳感器方案、帶E-保險絲的配電箱、汽車監控功能擴展、未來E/E架構的車載電腦、通信網關和集成DVR/DMS系統解決方案等。

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瑞薩電子 (TSE: 6723)

科技讓生活更輕松，致力于打造更安全、更智能、可持續發展的未來。作為全球微控制器供應商，瑞薩電子融合了在嵌入式處理、模擬、電源及連接方面的專業知識，提供完整的半導體解決方案。成功產品組合加速汽車、工業、基礎設施及物聯網應用上市，賦能數十億聯網智能設備改善人們的工作和生活方式。更多信息，敬請訪問renesas.com