車(chē)規(guī)MCU替代突破，多款國(guó)產(chǎn)方案推薦

近兩年國(guó)內(nèi)汽車(chē)電動(dòng)化發(fā)展迅速，新能源汽車(chē)的產(chǎn)量銷(xiāo)量都有大幅的提高。2023年國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)銷(xiāo)量高達(dá)1450萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)超過(guò)60%，中國(guó)的新能源汽車(chē)正呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。

隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)智能化、電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化的快速發(fā)展，車(chē)輛對(duì)芯片的需求也從單一向多功能、高性能發(fā)展，汽車(chē)行業(yè)的轉(zhuǎn)型對(duì)車(chē)規(guī)級(jí)微控制器等電子零部件的需求也不斷增加。對(duì)于國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)來(lái)說(shuō)，新能源汽車(chē)的時(shí)代已經(jīng)拉開(kāi)了序幕，對(duì)先進(jìn)制程的芯片需求不斷增加。

MCU芯片已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各種電子設(shè)備，包括消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、工控、汽車(chē)電子或醫(yī)療等領(lǐng)域。其中汽車(chē)電子領(lǐng)域占比約為30%，其市場(chǎng)需求不斷增強(qiáng)。MCU在汽車(chē)電子的應(yīng)用涵蓋了窗戶、空調(diào)、座椅等簡(jiǎn)單操作，包括但不限于車(chē)身控制、發(fā)動(dòng)機(jī)管理、智能駕駛、ASAD、傳感器融合等等。

車(chē)規(guī)級(jí)芯片根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的差異，對(duì)MCU規(guī)格的選擇也有所不同。

 8位MCU的成本較低并且易于開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)低端控制功能。目前主要應(yīng)用在相對(duì)簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)控制領(lǐng)域，如空調(diào)、照明、車(chē)窗、座椅等低階控制場(chǎng)景。

16位MCU也具備一定的計(jì)算能力和存儲(chǔ)容量，可以實(shí)現(xiàn)中端控制功能：動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)和地盤(pán)機(jī)構(gòu)。動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)如引擎控制、齒輪與離合器控制、電子式渦輪系統(tǒng)等等；底盤(pán)機(jī)構(gòu)如懸吊系統(tǒng)、電子式動(dòng)力方向盤(pán)等等。

32位MCU的運(yùn)算能力較強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)高端控制功能，滿足數(shù)據(jù)高速處理的需求。主要應(yīng)用于車(chē)身控制、多媒體信息系統(tǒng)、行車(chē)安全系統(tǒng)等領(lǐng)域，以及汽車(chē)安全系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)（預(yù)碰撞、駕駛輔助系統(tǒng)、ACC等）。

英飛凌、NXP、意法半導(dǎo)體等國(guó)際廠商占據(jù)了絕大部分的汽車(chē)芯片市場(chǎng)，而國(guó)內(nèi)MCU廠商主要集中在消費(fèi)電子和家電類(lèi)等中低端領(lǐng)域，車(chē)規(guī)MCU的產(chǎn)品市場(chǎng)份額較小。

雖然國(guó)外大廠在汽車(chē)芯片市場(chǎng)的份額相比于國(guó)內(nèi)數(shù)量多，但隨著智能化進(jìn)程的發(fā)展，國(guó)內(nèi)MCU廠商也將市場(chǎng)拓展到汽車(chē)電子中，具備國(guó)產(chǎn)替代的能力汽車(chē)級(jí)MCU市場(chǎng)將不再局限于國(guó)際品牌，例如國(guó)芯科技、比亞迪半導(dǎo)體、旗芯微、先輯半導(dǎo)體、極海半導(dǎo)體等等。其中我愛(ài)方案網(wǎng)提供旗芯微、先輯半導(dǎo)體國(guó)產(chǎn)替代芯片方案，詳細(xì)介紹如下：

旗芯微成立于2020年10月，是國(guó)內(nèi)唯一擁有完整車(chē)用MCU8/16/32 bits開(kāi)發(fā)能力的原生本土團(tuán)隊(duì)?；诙嗪薃RM Cortex M/R/A架構(gòu)構(gòu)建面向汽車(chē)不同應(yīng)用場(chǎng)景的高性能、高可靠性的片上系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)智能汽車(chē)高端控制器芯片。

FC4150F512芯片：

FC4150F512芯片屬于FC4150產(chǎn)品家族的5V電壓車(chē)規(guī)級(jí)MCU。FC4150產(chǎn)品系列是基于Corex-M4F內(nèi)核的高性能車(chē)規(guī)級(jí)MCU，支持ASIL-B功能安全等級(jí)，AEC-Q100 認(rèn)證，Grade 1等級(jí)，適用于汽車(chē)的BCM、BCM+、BMS、照明、電機(jī)控制、HVAC、TPMS和T-BOX等應(yīng)用。

性能方面，F(xiàn)C4150F512主頻高達(dá)150MHZ、內(nèi)置512KB的Flash和128KB的SRAM，3.0V-5.5V的工作電壓，帶有6個(gè)CAN口，其中3個(gè)支持CAN-FD。并針對(duì)成本敏感的應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

該產(chǎn)品提供開(kāi)源SDK軟件包，驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)樣例支持多個(gè)IDE：Keil，IAR, Eclipse。并且提供自主開(kāi)發(fā)的MCAL軟件，該軟件遵守ISO26262功能安全開(kāi)發(fā)流程，支持FULLAUTOSAR和單獨(dú)AUTOSAR CAN/LIN/Ethernet協(xié)議棧應(yīng)用。

FC7300系列芯片：

FC7300產(chǎn)品系列是旗芯微推出的國(guó)產(chǎn)首顆功能最齊全的域控制器芯片，該芯片基于5V車(chē)規(guī)級(jí)工藝打造，是基于多個(gè)Cortex-M7內(nèi)核的高性能車(chē)規(guī)級(jí)HPU，并支持高帶寬高可靠的片上嵌入式閃存記憶體，支持應(yīng)用ASIL-D + ASIL-B功能安全等級(jí)多核配置，AEC-Q100 認(rèn)證，Auto-Grade 1等級(jí)。

性能方面，F(xiàn)C7300F8MDT產(chǎn)品家族包含3個(gè)Cortex-M7應(yīng)用核心，另外配備兩個(gè)CM7鎖步核，高達(dá)300 MHz主頻。FC7300集成了眾多高級(jí)通訊接口，帶有10個(gè)CAN-FD口，1個(gè)千兆網(wǎng)口并支持TSN功能，支持高速網(wǎng)絡(luò)功能并滿足高實(shí)時(shí)性傳輸要求。支持其他多種協(xié)議接口的配備，使 MCU 能夠處理多種類(lèi)型傳感器生成的大量傳感器數(shù)據(jù)。芯片內(nèi)部集成了8MB Flash及1.1MB RAM空間，F(xiàn)lash支持256bit的讀位帶寬并支持并行3路Flash訪問(wèn)來(lái)滿足對(duì)Flash帶寬的需求。提供176LQFP-EP,  BGA320封裝。

先楫半導(dǎo)體是一家致力于高性能嵌入式解決方案的半導(dǎo)體公司，產(chǎn)品覆蓋微控制器、微處理器和周邊芯片，以及配套的開(kāi)發(fā)工具和生態(tài)系統(tǒng)?？捎糜谲?chē)載顯示、自動(dòng)駕駛、底盤(pán)發(fā)動(dòng)系統(tǒng)、電源控制等多個(gè)領(lǐng)域。

HPM6700/6400 系列

HPM6700/6400 系列產(chǎn)品是先楫半導(dǎo)體推出的高性能高實(shí)時(shí) RISC-V MCU 旗艦產(chǎn)品，目前已經(jīng)量產(chǎn)。與國(guó)際競(jìng)品相比，HPM6700系列芯片單核運(yùn)行主頻即可達(dá)到驚人的816MHz，在CoreMark跑分測(cè)試中，HPM6700獲得了9220的高分，成功刷新了國(guó)際MCU領(lǐng)域的性能記錄。

在具體性能方面，HPM6700/6400系列芯片采用RISC-V 內(nèi)核，支持雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算及強(qiáng)大的 DSP 擴(kuò)展，主頻頻率創(chuàng)下了MCU 性能新紀(jì)錄，是目前市場(chǎng)上高性能MCU的理想之選。此外，該系列芯片還配置了高效 L1 緩存和本地存儲(chǔ)器，加上 2MB 內(nèi)置通用SRAM，極大避免了低速外部存儲(chǔ)器引發(fā)的性能損失。

HPM6700/6400系列芯片還擁有強(qiáng)大的多媒體支持能力和豐富外設(shè)接口，其適配的LCD顯示控制器可支持高達(dá)1366x768 60fps的八圖層RGB顯示支持，支持圖形加速功能，可支持雙千兆以太網(wǎng)，IEEE1588，雙目攝像頭。并具有4個(gè)獨(dú)立的pwm模塊，每個(gè)模塊可生成8通道互補(bǔ)PWM，及16通道普通PWM、3 個(gè) 12 位高速 ADC 5MSPS、1 個(gè) 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 個(gè)模擬比較器等多個(gè)接口。

在安全性方面，HPM6700/6400系列芯片集成了 AES-128/256, SHA-1/256 加速引擎，支持固件軟件簽名認(rèn)證、加密啟動(dòng)和加密執(zhí)行。

HPM6300系列

先楫半導(dǎo)體推出的HPM6300全系列產(chǎn)品采用晶心Andes D45 RISC-V內(nèi)核，支持雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算。模擬模塊包括16bit-ADC，12-bit DAC和模擬比較器，配以多組納秒級(jí)高分辨率PWM，為馬達(dá)控制和數(shù)字電源應(yīng)用提供強(qiáng)大硬件支持；通訊接口包括了實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，支持IEEE1588，內(nèi)置PHY的高速USB，多路CAN-FD及豐富的UART，SPI，I2C等接口。

HPM6300的主頻達(dá)到648MHz, 并具有FFA協(xié)處理器，能實(shí)現(xiàn)FFT/FIR快速計(jì)算，具備3個(gè)16位的ADC、10/100M以太網(wǎng)等，適合工業(yè)自動(dòng)化、電網(wǎng)等行業(yè)應(yīng)用，如工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的伺服驅(qū)動(dòng)器、PLC、工業(yè)控制器，電網(wǎng)的DTU、斷路器等產(chǎn)品。