2022汽車半導體生態峰會演講實錄|恩智浦半導體余辰杰：恩智浦S32ZE處理器助力底盤域控制器

以“智鏈未來 本立而道生”為主題的“2022張江汽車半導體生態峰會暨全球汽車電子博覽會”由《中國汽車報》社主辦，張江高科、愛集微、浦東新區投資促進二中心承辦，11月7日-8日在上海張江科學會堂隆重舉行。

本屆峰會邀請了以半導體為核心的全球智能網聯汽車生態鏈企業高管、知名分析師與投資機構、中外行業大咖參加，瞄準新智能汽車與能源汽車技術前沿，就科創+產業+金融進行深度交流，為汽車半導體產業發展貢獻智慧和力量。同時，通過趨勢分享、前沿技術碰撞、投資邏輯解讀以及全球汽車電子博覽會，共同探討全球巨變下的汽車半導體產業鏈發展，為業界充分展示汽車電子最新發展成果與趨勢，打造國際化一流汽車半導體領域展示平臺。

其中，在11月7日舉辦的“智能底盤專場”，恩智浦半導體車載處理器資深市場經理余辰杰做了題為《恩智浦S32ZE處理器助力底盤域控制器》的精彩演講，以下內容為現場演講實錄：

余辰杰：大家好，我來自恩智浦，負責處理器業務，我介紹的是處理器芯片在新興的電子電器架構發展趨勢中，如何支持底盤和底盤域控制器。

恩智浦半導體 車載處理器資深市場經理 余辰杰

今天主要給大家講到的芯片S32ZE和S32E，這是同一個家族，也是恩智浦今年6月份正式對外發布的一個新型門類的芯片。無論是從計算領域還是從工藝制程，包括軟件生態，已經遠遠不是以前單純兩三百兆主屏的MCU可以比的。

主要內容分三部分：

第一，簡單講一下EE架構的演進。

這部分可能和底盤沒有直接關系，但是從整個汽車架構特別是電子電氣角度是息息相關的。本來底盤主要作用，包括橫、縱向控制，包括垂直方向控制，有不同的EPS、剎車、懸架等方向構成。

以前更多是分布式的控制器組合，現在隨著半導體在處理器上的算力提升，很多域等架構的出現，導致原來分布式的底盤架構也往集中式的底盤架構所演進。我們經常看到一個詞ICC。

第二，最新發布的S32ZE16nm實時處理器介紹。

第三，這個芯片如何應用。

電子電氣架構的演進，一輛車上本來有幾十個、上百個ECU，現在域控制器等把這些ECU數量全部減少，這種架構的演進往往不是一蹴而就的。所以，無論是域化還是區域化過程當中，都沒有很純粹的結構。所以，更多的演進趨勢會是由一些域控制器，大域的域控制器。比如ADS與座艙域或者車身域，加上一些域控制器，組合、混合的方式居多。

當然，相對來說功能安全等相關功能比較弱，把車身上的功能先根據地理位置劃分，在國內主機廠也比較多。比如車、門、窗都相對來說比較和功能安全動力等無關。

在大趨勢中，特斯拉走的路線，是一個中央電腦，為了做OTA、軟件升級，預埋很多硬件在上面，這是一個趨勢。但這也不會非常快到來，總體來說這是一個趨勢。

以前大家看到過一張圖，一個蘋果手機放在上面，下面架著四個輪子。如果在幾年前想想覺得很夸張的一個概念，至少在5-10年里可能有部分車型就是這個樣子的。

簡單分析下域或者區域控制器的好處。

首先，域其實這是最先開始的。比如ADS域、座艙域等等，包括車身域。好處顯而易見，把邏輯相關的一些功能整合在一個控制器里面。軟件上更好協調，比如底盤域，很多傳感器的輸入，原來可能分布式的一個功能，要互相之間Talk，現在在一個中央式的處理單元里，把所有的傳感器輸入全都放到一個集中式位置處理，跟傳統分布式的底盤控制器相比，不是做一個判斷了。在什么情況下，某一個底盤的執行器，我的權重更大，就聽那個底盤控制器控制，不是。更多是做一個深層次的融合。

從軟件角度來說，域控制器也是很方便SOA的，即所謂面向服務的軟件架構。一個主流趨勢是，在傳統控制為主的ECU里面，都是一顆主要的單片機，兩三百兆的主屏。如果可以做OTA的，還要引進一些先進的軟件開發架構的SOA等，以及引入一些TSN等網絡上高實時性的，單個MCU可能就不夠了。

在這樣一個架構里，可能在這樣一個節點上，既需要一顆MCU，還需要一顆SOC。恩智浦對于整個車的框架理解，分為兩部分：

一、汽車基礎架構/基礎設施。

所謂基礎設施，不管是高端車、低端車，任何種類的車，強調ADS賣點也好，強調新能源賣點也好，都要具備的這三方面：

1、車的控制端，指動力，包括底盤、EPS、轉向等等控制肯定是需要的。

2、網絡肯定是需要的，不同的ECU之間的通信，包括往外的通信，網絡肯定要。

3、車身肯定要，包括門窗、小電機等控制。

二、與不同的車型定位相關。

比如智能座艙那塊，ADS智駕，肯定跟不同被型的定位相關。

做底盤零部件開發，包括轉向，EPS、ESP等，到目前為止，核心上面的處理單元還是一顆MCU，可能兩三百兆主屏的MCU，多核的，這是目前看到的主要器件的選型。

到目前為止，在所有主流的半導體處理器供應商里，還沒有人拿16nm工藝做MCU的，或者說做純實時的處理器，恩智浦是第一家，并且到了功能安全D的NCR等級。這個給所有后面的ECU都提供了一個非常好的拓展性。本質來說，所謂的控制器升級，就是算法的迭代；算法的迭代需要更高算力的CPU，從半導體供應的角度來說，需要更先進的制程。

簡單而言，如果橫向去看目前市面MCU，16nm帶來的好處是集成度更高，芯片可以集成更多，也可以把主屏抬上去，這是工藝下沉所帶來的好處。工藝下沉帶來的IO的驅動能力，肯定不能像40nm或者28nm已經相對弱一點，不能像40nm、90nm那么強等等，這些要考慮。

恩智浦已經規劃了5nm的SOC，也包括MCU，實時處理器已經規劃到5nm的節點。

底盤是典型的實時性，是實時性最高的一個場景。特別對懸架的控制、轉向，包括對剎車等等，實時性某種程度比目前動力響應還要高。

典型的一些應用場景，域控和區域控制器是大的門類。動力上，比如BMS等是一個控制器，或者混動的車型還要有一個發動機控制器，都是分布式結構。

如果使用S32ZE這樣一個劃時代的，具有高算力、多核，又具有功能安全的，還預備虛擬化機制的芯片，可以把這些功能全都集成在一個單一的處理器當中。還不是單一的域控制器當中，而是單一的域控制器里面單一的芯片當中。當然，這其中除了硬件的虛擬化機制之外，也需要一些監控、調度的機制。

在S32ZE主要的架構中，主要計算部分是由若干個Call takers252，這也是目前量產做ACLD實時處理器當中最先進的一個內核，我們有一些友商也使用這個內核在做，但他們現在還是28nm的制程節點。

除此之外，還有一些M33，來做整個芯片級功能安全的監控等等，這些非業務相關的系統級功能都可以放在這里面做，252主要集中在處理業務邏輯當中。

恩智浦還集成了很多其它加速器，還有一個DSP加速器，主要做ADS橫縱向控制，也可以在EPS或者底盤當中用到，現在很多橫縱向控制會用到一些MPC的算法。

在TSN的支持下，有一個以太網的加速器。恩智浦處理器事業部的前身是飛思卡爾，飛思卡爾最早以做網絡處理器（那是很大的網絡處理器，服務器端聞名），在以太網上的積累超越這個行業里面所有的MCU或者MPU的競爭對手。這是做發動機的管理，也是一個博世的IPU，集成了最先進的4.1的版本。

這個芯片采用了最先進的16nm的制程，當中沒有辦法加入Embed a flash，所以在內存中掛了一顆芯片。上電的時候，會把里面存的，直接跑到19兆SRAM當中。好處是SRAM的速度，肯定要比Flash快，傳統的單片機都是Flash里面直接開始執行，SRAM做一些臨時變量的加速、程序優化等等，而這里面相當于傳統單片機里面的Called flash，會跑在SRAM里邊。

恩智浦在一兩年之后，還會推出一顆降維版本的，稱之為S32E的芯片。考慮到一些對實時性有要求，但需求不是那么高的。因為這里有8個252和主屏可以到1級赫茲，目前量產最先進的實時處理器，也就4、5個核，甚至5、6個核，主屏也就三五百兆左右。降級版本的主屏最低可以調到600兆，可以適用于更多中低端應用。

看底盤域控和S32ZE到底是什么關系。國內有一些主機廠，自己有底盤的EPS研發能力，已經開始把EPS域控方面去集成。在這個上面，會集成一部分車身的功能，還會集成EPS。當然目前還是一個預研項目，這是一個趨勢。特別對一些既可以自己定義電子電器架構，又有一些零部件研發能力的企業。

當然，域控到底有什么好處，很顯然如果把整個底盤做成一個大域，當然底盤傳感器很多，如果能夠通過合理的網絡布局，做到一個中央的處理單元里面，原先分布式的一些通信導致或者說決策，只能導致鏈式的決策，沖突或者說在某種特定的路況或者工況下，采用一個底盤控制器輸出作為最終的執行決策的控制方式，到通過中央域控把所有傳感器都聯進來，做一個統一的融合之后再做最終決策，這種效率是不言而喻的，顯然域控會更好。

還有功能安全的角度，從純的控制邏輯來說，肯定是集中更好。因為分布開來，整個功能安全的角度考慮，就像為什么要用MCU來做主控。傳統意義上，把它分成更多的邏輯這樣一個器件不行嗎？道理也是一樣的。集成化永遠是一種趨勢，無論是器件的可靠性、功能安全等等角度，也是一個驅動力。

最后，國外的主機廠，像特斯拉基本上都是自己在做，也有的會從電子電器架構的演進上，效仿特斯拉做很激進的中央化。如果大家對恩智浦的這個芯片有什么想法，歡迎交流。

謝謝。

（注：以上速記內容未經本人確認）