在汽車行業(yè)，“軟件定義汽車”（SDV）的概念早已深入人心。隨著汽車架構(gòu)的變化，供應(yīng)體系也正在不斷顛覆，芯片廠商在汽車領(lǐng)域的角色正在發(fā)生轉(zhuǎn)變。

ST（意法半導(dǎo)體）作為汽車MCU領(lǐng)域的領(lǐng)先者，很少系統(tǒng)性談及其MCU產(chǎn)品在汽車領(lǐng)域的整體戰(zhàn)略與布局。日前，在STM32媒體溝通會(huì)上，意法半導(dǎo)體中國(guó)區(qū)微控制器、數(shù)字 IC 與射頻產(chǎn)品部 (MDRF) 汽車微控制器產(chǎn)品營(yíng)銷高級(jí)經(jīng)理黃延球（Yanqiu HUANG）就系統(tǒng)性地分享了ST在汽車MCU方面的策略與產(chǎn)品。

ST正在加強(qiáng)對(duì)汽車MCU的專注

“ST現(xiàn)在決定采取全新的策略，重點(diǎn)提升汽車MCU的關(guān)注度，做到百分之百關(guān)注和注重汽車MCU?！秉S延球在媒體會(huì)上強(qiáng)調(diào)，當(dāng)前車載應(yīng)用中，自動(dòng)駕駛和行車電腦這兩個(gè)功能領(lǐng)域?qū)Ω咚懔oC需求極高，ST的汽車MCU聚焦的領(lǐng)域則是這兩個(gè)領(lǐng)域以外的領(lǐng)域，包括多合一電氣化、功能域和位置域的融合以及各種傳感器和執(zhí)行器控制。

第三方數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2030年汽車MCU市場(chǎng)的整體規(guī)模將達(dá)到165億美元。因此，ST設(shè)定了一個(gè)宏偉目標(biāo)，計(jì)劃到2030年汽車MCU銷售量比2024年提高一倍。這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)依賴于ST堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)和市場(chǎng)布局。

為什么ST要把目光集中在汽車MCU上？黃延球?qū)Υ私忉尩溃?dāng)談到汽車整車電子電氣（E/E）架構(gòu)時(shí)，常見(jiàn)關(guān)鍵詞可歸納為“電氣化”和“數(shù)字化”。隨著汽車E/E架構(gòu)不斷演變過(guò)程中，可以看到越來(lái)越多的功能集成，當(dāng)前三電系統(tǒng)（電機(jī)、電池和充電）就體現(xiàn)了這一點(diǎn)。除此之外，車聯(lián)網(wǎng)要求更多數(shù)據(jù)互聯(lián)，其中不僅會(huì)涉及軟件定義汽車（SDV）這樣的新概念，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)聚合和分發(fā)提出了更高需求。

上述轉(zhuǎn)變，無(wú)疑對(duì)MCU或其他數(shù)字器件提出了更高的功能需求，但從另一個(gè)角度來(lái)看，這也是汽車MCU的一次新機(jī)遇。

從具體的產(chǎn)品規(guī)劃上，包括兩個(gè)方面——一是Stellar，另一個(gè)則是STM32A。

第一大支柱：Stellar面向集成化

Stellar是ST汽車MCU中非常重要的產(chǎn)品線，主要面向集成式應(yīng)用，定位在最高安全等級(jí)ASIL-D。換句話說(shuō)，就是原本需要獨(dú)立ECU進(jìn)行控制的功能，現(xiàn)在可以通過(guò)Stellar MCU的多核功能進(jìn)行集成，即在一片Stellar MCU上實(shí)現(xiàn)所有控制和操作。這種集成不僅提高了效率，也降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)這一集成，還需要其他專業(yè)資源的配合，如編譯器和軟件支持等。

Stellar采用了高性能的Arm Cortex-R52內(nèi)核，具備實(shí)時(shí)控制能力，支持多核處理，能夠完美支持多個(gè)實(shí)時(shí)應(yīng)用的并行運(yùn)行，確保各應(yīng)用間互不干擾，同時(shí)能夠快速交換數(shù)據(jù)，并為數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備連接提供大量的I/O端口。常見(jiàn)應(yīng)用包括車輛控制單元、電驅(qū)逆變系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)以及熱管理單元等。

Stellar MCU 目前主要包括兩個(gè)系列：Stellar P和Stellar G。

Stellar P系列主要針對(duì)電氣化應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化，主要特點(diǎn)是高性能和實(shí)時(shí)控制，廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制、BMS 算法和 VCU 控制策略。目前，Stellar P系列已推出一些產(chǎn)品，包括 P3、P6、P7。

Stellar G系列的關(guān)鍵詞是“軟件定義汽車”，專為整車架構(gòu)創(chuàng)新而設(shè)計(jì)，主要用于整車架構(gòu)優(yōu)化，可以處理大量數(shù)據(jù)I/O以及各種通信和管理任務(wù)。與P系列強(qiáng)調(diào)的以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)通信理念不同，Stellar P系列側(cè)重于基于以太網(wǎng)的車載網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)能顯著簡(jiǎn)化整車架構(gòu)，提高效率并優(yōu)化成本。當(dāng)前，Stellar G已有兩款產(chǎn)品面世，后面還有更多的產(chǎn)品在規(guī)劃和陸續(xù)推出。

Stellar在國(guó)內(nèi)比較典型的客戶是欣旺達(dá)。黃延球強(qiáng)調(diào)，Stellar產(chǎn)品的性能和理念和欣旺達(dá)規(guī)劃非常匹配，將來(lái)會(huì)保持這方面合作。

Stellar MCU的關(guān)鍵在于嵌入式相變存儲(chǔ)器（PCM）技術(shù)，這是ST獨(dú)有的一項(xiàng)技術(shù)。

PCM技術(shù)并非一個(gè)新技術(shù)，早在 20 多年前，PCM就已經(jīng)出現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域，尤其是在光盤中得到了應(yīng)用。直到最近，這項(xiàng)技術(shù)才逐步發(fā)展成適用于嵌入式系統(tǒng)的一項(xiàng)技術(shù)，ST將這種存儲(chǔ)技術(shù)嵌入到MCU中，并且滿足汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

與RRAM、MRAM等存儲(chǔ)技術(shù)相比，ST的汽車級(jí)嵌入式PCM存儲(chǔ)單元在同類技術(shù)中具有顯著優(yōu)勢(shì)。特別是在存儲(chǔ)每個(gè)數(shù)據(jù)位所需的單元尺寸上，ST存儲(chǔ)單元是最小的。也就是說(shuō)，當(dāng)同樣采用28nm或18nm工藝生產(chǎn)時(shí)，ST的存儲(chǔ)單元能夠更高效地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

PCM的好處都有啥？第一，PCM單元尺寸相比其他嵌入式非易失性存儲(chǔ)技術(shù)要小得多。與其他架構(gòu)相比，兩個(gè)物理單元并不需要將物理空間翻倍；第二，現(xiàn)有固件可以在OTA升級(jí)期間繼續(xù)執(zhí)行，新軟件下載不會(huì)干擾 MCU 上已經(jīng)運(yùn)行的應(yīng)用程序代碼，從而確保更新過(guò)程中的持續(xù)性能。同樣重要的是，升級(jí)過(guò)程中保留了現(xiàn)有固件，系統(tǒng)在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)可以回滾固件。一旦 OTA 固件升級(jí)過(guò)程完成，PCM 會(huì)恢復(fù)到差分模式；第三，由于在寫入之前無(wú)需執(zhí)行擦除操作，PCM 提供比NOR閃存更快的寫入操作；第四，PCM 還可以支持傳統(tǒng)的A/B交換/雙映像的實(shí)施，前提是在OTA升級(jí)過(guò)程之后也需要維護(hù)這兩個(gè)映像。

值得一提的是，PCM支持“不間斷OTA更新”這項(xiàng)功能非常關(guān)鍵。PCM存儲(chǔ)器的每個(gè)邏輯位有兩個(gè)物理單元，可以協(xié)同工作。在OTA固件升級(jí)時(shí)，第二個(gè)物理單元可以存儲(chǔ)新數(shù)據(jù)，而不需要存儲(chǔ)反向數(shù)據(jù)，這種配置稱為單端模式（single-ended mode）。這種設(shè)計(jì)使得PCM在升級(jí)過(guò)程中可以繼續(xù)執(zhí)行現(xiàn)有固件，避免了停機(jī)時(shí)間，并且可以在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)回滾固件。

在生態(tài)方面，Stellar也在與國(guó)內(nèi)廠商積極合作，如東軟瑞馳、普華軟件；同時(shí)也與網(wǎng)絡(luò)安全相關(guān)的一些全棧式的軟件供應(yīng)商建立了比較好的合作關(guān)系。

“Stellar MCU在OEM和Tier 1中的熱度越來(lái)越高，首批50萬(wàn)顆芯片已發(fā)貨給主要客戶。接下來(lái)兩年，國(guó)內(nèi)和全球市場(chǎng)Stellar的銷量會(huì)有快速增長(zhǎng)?！?p>

媒體會(huì)上，黃延球舉了幾個(gè)Stellar的實(shí)際案例：某中國(guó)電動(dòng)汽車頭部廠商將Stellar應(yīng)用在電氣化和動(dòng)力總成控制中，雖然動(dòng)力總成和電機(jī)控制等技術(shù)本身的基本功能差異不大，但得益于無(wú)縫的OTA升級(jí)，ST提供了更具特色的解決方案；某歐洲車企利用Stellar提升了用戶的整體體驗(yàn)；某全球排名前列的歐洲車廠使用了Stellar集成優(yōu)化了三電系統(tǒng)，尤其在能源管理方面取得了顯著成效；某歐洲商用車廠利用Stellar優(yōu)化了其動(dòng)力總成。

第二大支柱：STM32A面向小執(zhí)行器

在前陣子，ST宣布正式推出汽車版的STM32，也就是STM32A。黃延球分享道，根據(jù)整車電子電氣架構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，一輛車內(nèi)依然需要大量的執(zhí)行器和傳感器系統(tǒng)，因此，除了前面提到的集成式MCU外，一輛車至少還需要15～20個(gè)小型的節(jié)點(diǎn)MCU。

ST的MCU產(chǎn)品線一直都缺少一個(gè)面向中低端市場(chǎng)的汽車MCU，為了填補(bǔ)中小型MCU產(chǎn)品空缺，ST決定在成功的STM32產(chǎn)品線基礎(chǔ)上，開發(fā)針對(duì)汽車應(yīng)用的專用產(chǎn)品。

STM32A主要面向功能安全等級(jí)為ASIL-B級(jí)的目標(biāo)應(yīng)用。例如，常見(jiàn)的應(yīng)用包括LED 大燈控制、座椅控制、車窗控制和門鑰匙控制等。這些應(yīng)用MCU具有相對(duì)較低的功能性能要求，適合用于這些特定場(chǎng)景。

STM32A源自STM32，繼承了STM32強(qiáng)大的生態(tài)圈，其產(chǎn)品功能和性能完全能夠滿足汽車應(yīng)用的需求。從功能上來(lái)看，STM32A可以滿足執(zhí)行器和傳感器等控制要求。為了滿足汽車應(yīng)用嚴(yán)格的可靠性標(biāo)準(zhǔn)，ST從一開始就嚴(yán)格按照汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)，這一點(diǎn)是STM32A和STM32的主要區(qū)別。

值得一提的是，STM32A后續(xù)產(chǎn)品也會(huì)和STM32一樣，包括Cortex-M55內(nèi)核的產(chǎn)品以及Cortex-M85內(nèi)核的產(chǎn)品線。

融合統(tǒng)一，包羅萬(wàn)象的解決方案

目前，大多數(shù)芯片廠商都會(huì)選擇為汽車廠商提供更為完整的一整套解決方案。通過(guò)ST在汽車上的布局，不難看出ST也在走解決方案這一路線。事實(shí)上，STM32A 和Stellar是兩個(gè)互補(bǔ)的產(chǎn)品線。Stellar面向中高端市場(chǎng)，已經(jīng)是穩(wěn)定出貨的產(chǎn)品，而STM32A主要面向低端市場(chǎng)。

更重要的是，ST的初衷是希望像其他產(chǎn)品領(lǐng)域一樣，將汽車與工業(yè)平臺(tái)進(jìn)行融合。通過(guò)STM32和STM32A的結(jié)合，能夠整合意法半導(dǎo)體的汽車安全技術(shù)方案，以及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等解決方案，將這些技術(shù)融合成一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)。

“無(wú)論是產(chǎn)品還是生態(tài)系統(tǒng)，我們將為客戶提供一個(gè)互通互融的系統(tǒng)。無(wú)論客戶是希望從汽車應(yīng)用轉(zhuǎn)向工業(yè)應(yīng)用，還是從工業(yè)應(yīng)用轉(zhuǎn)向汽車應(yīng)用，都能獲得最便捷、最有利的產(chǎn)品和技術(shù)支持。”黃延球如是說(shuō)。