作者: Lerd Wan/AVNET

前言

在低空交通智能化升級的浪潮中，電動垂直起降飛行器（eVTOL）憑借靈活出行的優勢，成為未來交通領域的重要發展方向。由于eVTOL飛行場景復雜，且對安全性有著極高要求，其核心控制單元需滿足遠超傳統汽車的嚴苛標準。意法半導體Stellar SR6Px系列汽車級MCU，以突破性技術架構精準適配eVTOL的各項需求，在保障飛行安全、提升運行效率方面發揮核心作用，為eVTOL產業落地提供關鍵技術支撐，推動低空出行向安全化、高效化、智能化轉型。

推進系統框圖

雙MCU異構電機方案

單MCU電機方案

主要芯片參數介紹

（一）SR6Px系列MCU核心參數

1. 架構與算力：搭載最高6顆ARM Cortex-R52+核心，支持靈活配置為鎖步與獨立核心組合；配備FPU運算單元與Neon擴展指令集，可高效處理多螺旋槳電機控制、姿態調節、能量管理等并行任務；集成Cortex-M4加速器與eDMA引擎，能分流輔助任務，確保主核心專注核心控制算法，實現毫秒級響應。

2. 安全標準：達到ASIL-D級安全標準，采用鎖步核心冗余設計、全存儲區域ECC錯誤檢測與糾正機制，可實時校驗運算結果，規避單點故障風險；基于VMID的資源訪問保護與片上防火墻，能隔離不同安全等級應用，防止故障擴散。

3. 工藝與環境適應性：采用28nm FD-SOI（全耗盡絕緣體上硅）工藝，支持 PCM存儲技術（可拓展flash），實現精準功耗控制；工作溫度范圍為-40℃至150℃，適配高空低溫與設備密集區高溫的極端環境，且具備抗輻射特性。

4. 核心功能特性：數字式軟件解碼精度±0.6°，通過外設實現加權積分，硬件和軟件異構，符合功能安全要求；3μs故障保護并執行時間，通過外設實現故障的采集和保護，節省外部硬件電路資源；1s內完成直通放電，無需額外增加母線電容放電電路，節省系統成本。

5. 應用優勢：可作為eVTOL動力域控制器核心，集中管理動力總成、電池管理與充電系統，替代傳統多ECU架構，簡化布線并減輕機身重量；配合高效能量管理算法，助力eVTOL實現6%的工況法續航里程提升；通過高速通信接口與自動駕駛系統協同，可優化動力輸出策略，提升飛行平順性。

（二）SR5E1核心參數

1. 配備2顆32位Arm Cortex-M7內核（帶雙精度FPU、L1緩存、DSP指令），主頻最高300MHz，算力達1284 DMIPS，支持雙核并行/單核鎖步配置。

2. 片上Flash最高2MB（支持邊讀邊寫），含1920KB雙Bank代碼Flash（支持960KB OTA重編程）、160KB HSM專用代碼Flash、96KB數據Flash，片上RAM共488KB，包括TCM（指令+數據）、系統RAM、HSM專用RAM。

3. 內置基于Cortex-M0+的硬件安全模塊（HSM），主頻150MHz，支持EVITA中等安全標準，配備專用RAM/Flash及加密硬件加速。

4. 采用ASIL-D級安全架構，符合ISO 26262標準；集成故障收集控制單元（FCCU）、內存錯誤管理單元（MEMU）、CRC校驗單元，實現故障監測與響應。

（三）L978S核心參數

1. L978S是高性價比的汽車級系統芯片，覆蓋傳統汽車到電氣化場景，集成電源、K-LINE通信、診斷、SPI接口等功能，支持高響應/大電流負載，適配多廠商MCU，同時具備低功耗特性。

2. 符合AEC-Q100、ISO26262（滿足ASIL-D系統），待機功耗低，包含多種調節器，多個LDO，跟蹤調節器。

（四）SPSB083核心參數

含2路低壓降穩壓器（V1/V2），1路LDO，待機功耗極低（約15μA），支持復位發生器、看門狗，集成CAN-FD SIC，支持SPI通信，具備開路/過流/過壓/溫度保護，以及故障診斷引腳。

（五）STPM801核心參數

1. 4V至65V寬輸入電壓，反向輸入保護-65V，預驅，2個外部N溝道MOSFET，集成熱插拔、軟啟動和Oring功能。

2. 輸入過壓保護，輸入欠壓保護，輸出過流保護，通過外部電容實現可調軟啟動，支持ASIL D應用。

理想二極管方案

（六）EPIC-X1A核心參數

1. 高集成化電源管理模塊：含BST升壓調節器，VDC Buck預調節器，VB_M調節器，VCC調節器等，滿足汽車不同部件電壓需求。

2. 靈活的電源序列與監控機制：支持8段可配置電源上下電序列，適配不同汽車電子部件的啟動/關閉時序需求。內置VCORE監控、CPU供電監控，以及VB_M欠壓檢測、VB低電壓檢測等，保障供電穩定。

3. 高安全與診斷能力：支持CPU錯誤監控、過溫警告（175°C觸發），診斷覆蓋范圍（DCR）適配車規安全需求。含CPU看門狗、上電超時檢測、復位鎖存，以及故障安全輸出，降低系統失效風險。

4. 支持待機和喚醒功能。

（七）SCTHC250N120G3AG核心參數

1. 通過AEC-Q101認證，全溫域低導通電阻、高速開關、強固快恢復體二極管、200℃高結溫、源極檢測引腳（提升效率）、低熱阻封裝、7.3mm爬電距離、1020V RMS PD2耐壓。低電容與高開關性能，可提升應用的頻率、能效，同時減小系統體積與重量。

2. 創新的第三代SiC MOSFET技術，高可靠性，高功率密度，銀燒結工藝。

（八）SCTHS300N75G3AG核心參數

1. 通過AEC-Q101認證，全溫域低導通電阻、高速開關、強固快恢復體二極管、200℃高結溫、源極檢測引腳（提升效率）、低熱阻封裝。低電容與高開關性能，可提升應用的頻率、能效，同時減小系統體積與重量。

2. 創新的第三代SiC MOSFET技術，高可靠性，高功率密度，銀燒結工藝。

（九）DCP10001Y核心參數

1. 輸入6V-100V（適配36/48/60/72V電池組），輸出電壓可調1.5V-30V，輸出電流1A開關頻率100kHz-1MHz可編程，全溫區輸出精度1.5%，集成600mΩ/350mΩ MOSFET，空載功耗12μA，2ms軟啟動。

2. 支持過流/過壓/過熱保護，工作溫度-40℃至150℃。

結語

這套基于車規級MCU的一站式解決方案，覆蓋單片機、模擬芯片、碳化硅等多品類產品，憑借全領域覆蓋能力與各系統（分布式推力、BMS、飛控等）的差異化優勢，以高功能安全等級、成本優化與靈活適配性，有力支撐eVTOL系統開發。

感謝大家觀看文章，若對“ST Stellar系列MCU在eVTOL與飛行汽車推進系統的應用”感興趣請聯系郵箱Lerd.wan@avnet.com

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