#汽車電子 #微控制器MCU #電子控制單元ECU #ISO26262

【汽車 ECU 大軍集結，多核心 MCU 強勢出線】

汽車各種網域及區域控制器將與現今分散式系統的邏輯軟體功能整合，因此開發複雜度問題也將由具有眾多個別電子控制單元 (ECU) 的車輛網路，轉移至中央網域／區域 ECU 的軟硬體架構。其中除了要將運算能力擴充為 15k DMIPS (Dhrystone 每秒百萬指令)，也需要依據 ISO26262 彈性整合不同 ASIL (車輛安全完整性等級) 的各種功能，讓系統可用性成為需要克服的技術挑戰。

Gigabit 乙太網路可在網域電腦之間交換大量資料，與感測器和致動器通訊的部分可繼續使用 CAN、Flexray 及 LIN 等傳統網路技術。最後的關鍵因素在於密碼安全性。不論是在外車輛軟體更新的安全性、偵測網路操控及保護私密資料，都需要在所有 ECU 類別提供強大的安全功能。凡此種種皆增加對微控制器 (MCU) 的需求，讓微控制器系列的可靠度 (亦即強固程度及擴充能力) 成為重要標準。

所謂的強固電腦，必須具備可證明的決定性行為，處理時間急迫的功能，並在故障時快速回復。具備最佳化架構的「多核心 MCU」，在此能以即時控制功能展現自己的強項——傳統處理器具有複雜的記憶體管理和多種快取層級，通常無法可靠預測最大的功能執行次數。技術可靠度也是強固電腦系列的基本特性，若具備嚴格的開發程序、廣泛模擬老化效應，以及提供測試能力的特殊功能區塊，運作時就可達到 ppb (十億分之一) 程度的錯誤率。

此外，整合式快閃及 RAM 記憶體與其安全機制，則可確保整個生命週期過程中的強固度。快速調整因應未來需求擴充能力也扮演重要角色。在不從頭開始開發的前提下，能以多快速度因應市場需求變化？如果是複雜的多核心系統，依據 ISO26262 的軟體架構及功能安全概念，需要投入高度的研發工作。現今需要符合成本效益的單核心 ASIL-D 電腦，也需要六核心電腦配備 16 MB 以上的快閃記憶體、大型功能安全 RAM 區塊，以及應用程式專屬的特殊加速器。

最後則需要全方位的安全架構，因應所有的功能元素，例如運算核心、記憶體區塊、匯流排及通訊介面等項目。處理器上隔離的「安全孤島」不足以排除可能發生的安全關鍵故障事件。在網域電腦的 ECU 概念中，需要結合處理器和具備ASIL-D功能的微控制器以保證最高的功能安全。全新的車輛 E/E 架構可支援在外車輛的軟體更新，其中需要強大的硬體安全模組，以提供保護避免更新遭到操控，並對抗攻擊維護車輛內部網路流量的安全。

延伸閱讀：
《適合汽車 ECU 的微控制器，為未來車款提供可靠的運算能力》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0813/48766.html

#英飛凌Infineon #AURIX TC3x

#微控制器MCU #微處理器MPU #物聯網IoT #人工智慧AI #機器學習ML #微神經網路處理器microNPU #機密計算架構CCA #RISC-V

【多核、異構，MCU/MPU 不一樣了！】

越來越多包含微控制器 (MCU)、微處理器 (MPU) 設備加入數位化行列，且朝「多重處理器」趨勢邁進，每個 MCU 內部都是一顆 CPU (中央處理單元)，有些還會配置第二或第三核心負責處理專屬功能，包括從無線電到機器學習 (ML) 等各種任務；而單晶片 (SoC) 架構的挑戰是：平衡元件要求、以更高的效率完成任務，多重核心在這方面將持續扮演重要角色，包括管理通訊、資料、排程等作業也將變得更加複雜，其最大挑戰很可能是如何管理在多重核心元件上運行的軟體。

各界普遍認同摩爾定律與 Dennard 縮放比例定律已近終點，但運算需求的成長速度卻日漸加快，因此，未來將會需要更加複雜的異質化 SoC 架構。與此同時，MCU 與 MPU 的界線越來越模糊，有產業先進認為其中一個主要區別是：工作頻率。此外，MCU 屬於單核架構，專注在控制層面、涵蓋類比輸入與輸出的控制動作；而 MPU 可能是單核心或多核心，專注於處理資料、而非處理或量測類比輸入或輸出訊號，幾乎都會用外部記憶體來存放程式資料，速度屬次要參數。

實際上，高性能的 MCU 已經可以運行作業系統。值得留意的是，RISC-V 市佔率正持續攀升，尤其低階 MCU 領域已逐漸取代 Arm 32 位元 MCU (Cortex-M)，恩智浦 (NXP) 則計劃在某些新處理器子系統中將 RISC-V 作為共同處理器。芯科科技 (Silicon Labs) 認為：RISC-V 架構仍在持續演進，相比其他成熟的 RISC 價格，最大的差異是忠誠度、可用的工具、軟體以及新架構在沒有大量測試及實用基礎下的信心度等，其成長性或與成熟度互為因果。

延伸閱讀：
《數位化轉型中的 MCU》
http://www.compotechasia.com/a/feature/2021/0813/48768.html

#安謀Arm #Imagination #恩智浦NXP #芯科科技SiliconLabs #意法半導體ST

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