車用MEMS與安全MCU應(yīng)用升級，意法金鑰把關(guān)
搶占汽車安全市場先機，意法半導(dǎo)體MEMS器件和安全MCU后勁無窮，能滿足汽車對安全性、穩(wěn)定性和高精度的嚴苛要求。汽車安全現(xiàn)在尤以主動式先進駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）炙手可熱，已成全球半導(dǎo)體廠商的一致努力目標。
圖 意法半導(dǎo)體大中華及南亞區(qū)汽車產(chǎn)品部市場應(yīng)用總監(jiān)Edoardo Merli
車用MEMS傳感器，意法半導(dǎo)體層層遞進
談及MEMS在汽車市場的開發(fā)，Edoardo Merli透露：“意法半導(dǎo)體計劃分三個不同階段開發(fā)汽車市場：目前是第一個階段，現(xiàn)有三款產(chǎn)品（兩個低g加速度計和一個3D陀螺儀，意法半導(dǎo)體目前依然是世界上唯一一家生產(chǎn)車用3軸陀螺儀的廠商）投入量產(chǎn)，為公司創(chuàng)造收入?，F(xiàn)階段我們主要解決非安全關(guān)鍵應(yīng)用，像慣性導(dǎo)航、防盜、遠程信息處理和信息娛樂。第二階段，首款產(chǎn)品（輔助約束系統(tǒng)又稱安全氣囊）將于今年開始量產(chǎn)。第三階段，意法半導(dǎo)體將瞄準主動安全應(yīng)用，像車輛動態(tài)控制、穩(wěn)定控制、電子懸掛等類似應(yīng)用。”
Edoardo Merli表示，ADAS的定義十分廣泛，不同的系統(tǒng)有不同的安全性、穩(wěn)定性和精度要求。例如，主動和被動ISA（智能車速適應(yīng)系統(tǒng)）的區(qū)別是，前者只提示駕駛員當前車速或加速度不符合地形狀況和限速規(guī)定，而后者則能介入，自動校正車輛動態(tài)狀態(tài)，當然，這很可能會影響用于檢測汽車運動特性的傳感器。不過，除了汽車電子領(lǐng)域要求必須具備的高可靠性外，傳感器還需要溫度穩(wěn)定性，通過內(nèi)置一個精確的失調(diào)和靈敏度補償電路可實現(xiàn)溫度穩(wěn)定性。許多ADAS系統(tǒng)特別需要在正常工作模式下能夠自動執(zhí)行自檢。
ADAS涵蓋廣泛的應(yīng)用，是一個高速增長的市場，意法半導(dǎo)體正在密切關(guān)注該市場走向，充分發(fā)揮MEMS傳感器和安全MCU的獨特優(yōu)勢，達到汽車系統(tǒng)的安全目標。
意法半導(dǎo)體安全MCU滿足安全系統(tǒng)日益增長的需求
安全微控制器通過先進的ASILD概念處理安全系統(tǒng)日益增長的需求：（1）在架構(gòu)所有層面提供訪問保護；（2）真正的ASILD 概念依靠硬件方法；（3）提供必要的硬件支持，實現(xiàn)依賴應(yīng)用的ASILD概念。Edoardo Merli強調(diào)，意法半導(dǎo)體擁有豐富的經(jīng)驗：Leopard （ASILD防故障架構(gòu)）是由一個獨立的組織于2007年定義并取得SIL3認證。這是市場上第一個真正的ASILD架構(gòu)，是開發(fā)符合ISO26262標準的新微控制器的參考基準。
事實上，準許系統(tǒng)產(chǎn)生錯誤的執(zhí)行動作的假設(shè)是大多數(shù)ECU（包括安全氣囊）的安全原則的基礎(chǔ)。Edoardo Merli表示，系統(tǒng)設(shè)計必須在應(yīng)用安全時間內(nèi)檢測到這些動作，以便系統(tǒng)能夠進入防故障模式，同時不會毀壞功率級和執(zhí)行器。為防止系統(tǒng)工作異常，必須使用冗余采集，以確保計算安全。為實現(xiàn)這個目的，必須選用內(nèi)置專用安全邏輯的SIL3 MCU（鎖保護使能的多核微控制器）。
Edoardo Merli強調(diào)，為確保執(zhí)行安全，設(shè)備廠商必須使用SIL3執(zhí)行器設(shè)計系統(tǒng)（例如，自動最小死時插入），同時必須擁有一個精確的執(zhí)行器監(jiān)視器（熱保護、電流）；監(jiān)視器功能必須與微控制器功能一致（例如：Leopard架構(gòu)有一個控制流看門狗，無需外部控制流看門狗）。SDIL3需要兩個處理通道，功能與對策分離。對于存儲器，對策是糾錯機制，對于邏輯電路，則是檢錯機制。既然需要錯誤運算，就需要為邏輯引入檢錯機制。
應(yīng)對安全標準和聯(lián)網(wǎng)安全新挑戰(zhàn)，車用微控制器再展風(fēng)采
汽車安全新標準ISO 26262的推出給半導(dǎo)體廠商同時帶來了機遇和挑戰(zhàn)。Edoardo Merli表示，機會主要取決于創(chuàng)新能否最大限度降低系統(tǒng)成本，同時達到每一種汽車系統(tǒng)的安全目標。由此帶來的主要挑戰(zhàn)是從以前的設(shè)計方法向ISO26262標準設(shè)計方法過渡，在安全級別和系統(tǒng)成本方面兌現(xiàn)所有的預(yù)期好處。意法半導(dǎo)體的主要舉措是，根據(jù)具體不同的車用半導(dǎo)體需求，按照ISO26262標準設(shè)計并認證不同安全級別的芯片組。這個過程將會涉及所有的產(chǎn)品線，包括微控制器、配套芯片、電源管理、模擬IC和MEMS。
Edoardo Merli強調(diào)，在應(yīng)對聯(lián)網(wǎng)安全性上，意法半導(dǎo)體的汽車微控制器系列產(chǎn)品是提高安全性的高效解決方案，在所有架構(gòu)層面引入訪問保護：Core MPU、System MPU on Crossbars、 IO Bridge MPU features、Peripheral ConfiguraTIon Registers ProtecTIon。從芯片角度看，意法半導(dǎo)體能夠?qū)崿F(xiàn)冗余通信模塊和冗余通信協(xié)議，而軟件解決方案應(yīng)由OEM和主要汽車廠商主導(dǎo)。
ST實施本土化策略，力推汽車安全增量
意法半導(dǎo)體的戰(zhàn)略是與向功能安全發(fā)展的汽車電子客戶合作，向關(guān)注功能安全概念的所有客戶提供最新的產(chǎn)品信息，與準備定義安全設(shè)計的客戶合作，找到一個適合的IC成本效益高且達到相關(guān)安全標準的解決方案。
Edoardo Merli表示，意法半導(dǎo)體在全球汽車半導(dǎo)體市場排名第三，在中國排名第一。其安全半導(dǎo)體產(chǎn)品占比接近3成，計劃繼續(xù)開發(fā)中國市場，未來在中國有巨大的增長機會。
Edoardo Merli透露：未來意法半導(dǎo)體將按照應(yīng)用領(lǐng)域和首要需求進行市場布局。近期主要市場仍然以被動安全為主。對于這個市場，意法半導(dǎo)體已經(jīng)推出了高成本效益且靈活的安全氣囊系統(tǒng)解決方案，該方案已成為低端小客車的參考標準。至于主動安全需求，則以中高端小客車為主，意法半導(dǎo)體為此推出了ABS和穩(wěn)定控制ASILD兼容解決方案。對于高端市場上的ADAS，意法半導(dǎo)體提供基于攝像頭的駕駛輔助技術(shù)和中遠距離雷達檢測技術(shù)。意法半導(dǎo)體還與Mobileye合作提供系統(tǒng)解決方案，用于正面碰撞報警、行人碰撞報警、 航向監(jiān)視報警、偏離車道報警、內(nèi)置支持基礎(chǔ)設(shè)施和限速指示燈的智能遠光燈控制。意法半導(dǎo)體還提供所有的遠光燈和智能前車燈電子解決方案。
關(guān)于Edoardo Merli
Edoardo Merli現(xiàn)任意法半導(dǎo)體大中華及南亞區(qū)汽車產(chǎn)品部市場應(yīng)用總監(jiān)，他從2012年1月開始擔任該職。Merli于1998年2月加盟意法半導(dǎo)體，擔任電信 固話部系統(tǒng)架構(gòu)主管。2002年，他創(chuàng)立并領(lǐng)導(dǎo)WLAN事業(yè)部，為公司創(chuàng)收1億多美元，幫助意法半導(dǎo)體成為手機和移動設(shè)備 Wi-Fi解決方案市場的領(lǐng)導(dǎo)供應(yīng)商。 2007年，Merli擔任汽車產(chǎn)品部總監(jiān)，負責RF 技術(shù)能力中心與連接事業(yè)部，隨后負責汽車廣播事業(yè)部。 Merli擁有四項專利，并已發(fā)表多篇論文。Edoardo Merli于1989年獲得博洛尼亞大學(xué)電子工程師學(xué)歷。
本文轉(zhuǎn)摘自電子發(fā)燒友網(wǎng)《汽車電子特刊》5月刊
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