線控技術(shù)為什么是汽車技術(shù)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵之一？都需要哪些芯片

線控技術(shù)作為未來汽車的核心技術(shù)，正引領(lǐng)著車輛控制方式的革新。它憑借電子信號(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)的高精度、快速響應(yīng)控制，不僅推動(dòng)了自動(dòng)駕駛的發(fā)展，還提升了駕駛體驗(yàn)，增強(qiáng)了車輛的安全性。然而，線控技術(shù)的普及也面臨安全與可靠性、系統(tǒng)集成等挑戰(zhàn)，需要底層芯片技術(shù)不斷進(jìn)步，以滿足更高的算力、實(shí)時(shí)響應(yīng)及安全需求。

線控技術(shù)正逐漸改變著車輛的控制方式和性能表現(xiàn)。它通過電子信號(hào)替代傳統(tǒng)的機(jī)械和液壓連接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛核心轉(zhuǎn)向及制動(dòng)系統(tǒng)的精準(zhǔn)操控，為電動(dòng)汽車和自動(dòng)駕駛的發(fā)展提供了關(guān)鍵支撐。

去年年底，蔚來打響中國(guó)線控轉(zhuǎn)向第一槍，其宣布，“在經(jīng)過了五個(gè)月的反復(fù)論證和評(píng)審后，蔚來ET9(圖片|配置|詢價(jià))的線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)正式獲得評(píng)審?fù)ㄟ^，中國(guó)第一輛搭載真正意義上線控轉(zhuǎn)向的，也終于可以量產(chǎn)上市?！背蔀槔^特斯拉cybertruck之后，全球第二款實(shí)現(xiàn)“線控轉(zhuǎn)向”量產(chǎn)的車型。也預(yù)示著智能底盤技術(shù)即將在2025年爆火。

線控技術(shù)原理與構(gòu)成

線控技術(shù)的核心在于以電子信號(hào)傳輸取代傳統(tǒng)的機(jī)械連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛系統(tǒng)的精確控制。其主要由傳感器、計(jì)算控制單元和驅(qū)動(dòng)芯片等關(guān)鍵部件組成。傳感器負(fù)責(zé)收集車輛的各種狀態(tài)信息，如車速、轉(zhuǎn)向角度、加速度等，并將這些信息轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳輸給計(jì)算控制單元。計(jì)算控制單元?jiǎng)t根據(jù)預(yù)設(shè)的算法和接收到的信號(hào)進(jìn)行快速運(yùn)算和決策，生成相應(yīng)的控制指令，再通過驅(qū)動(dòng)芯片將電信號(hào)放大并傳輸給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如電機(jī)或電磁閥，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛轉(zhuǎn)向、制動(dòng)和加速等系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制。

ECU 根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)和駕駛員的指令，計(jì)算出合適的轉(zhuǎn)向角度和力矩，并通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)向。同時(shí)，系統(tǒng)還配備了反饋電機(jī)，為駕駛員提供模擬的路感，使駕駛體驗(yàn)更加真實(shí)。

線控底盤的發(fā)展脈絡(luò)

早期發(fā)展階段：汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)歷了從簡(jiǎn)單的機(jī)械轉(zhuǎn)向到機(jī)械液壓助力轉(zhuǎn)向，再到電動(dòng)液壓助力轉(zhuǎn)向和電動(dòng)助力轉(zhuǎn)向的逐步演進(jìn)。在這一過程當(dāng)中，技術(shù)的不斷進(jìn)步使得駕駛者操控車輛更加輕松，但方向盤與轉(zhuǎn)向輪之間的機(jī)械連接始終存在。2013 年，日產(chǎn)和 Koyaba 合作開啟了線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的研發(fā)征程，并在 2014 年將其應(yīng)用于英菲尼迪 Q50 車型上，推出了線控主動(dòng)轉(zhuǎn)向（Direct Adaptive Steering，DAS）系統(tǒng)。然而，受限于當(dāng)時(shí)的法規(guī)要求，該系統(tǒng)保留了機(jī)械轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，未能實(shí)現(xiàn)完全意義上的上下解耦，且在上市后不久便因安全隱患遭遇大規(guī)模召回，這一事件為線控技術(shù)的發(fā)展提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

近期突破：隨著技術(shù)的不斷成熟和法規(guī)的逐步完善，線控技術(shù)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。2021 年底，中汽研標(biāo)準(zhǔn)所在線控轉(zhuǎn)向工作組首次會(huì)議上，宣布集度、蔚來、吉利正式成為線控轉(zhuǎn)向技術(shù)發(fā)展和標(biāo)準(zhǔn)化研究聯(lián)合牽頭單位，共同推動(dòng)線控轉(zhuǎn)向相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定。2022 年 1 月 1 日，汽車轉(zhuǎn)向系 GB 17675 - 2021 正式實(shí)施，解除了對(duì)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向盤和車輪物理解耦的限制，為線控轉(zhuǎn)向技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

其實(shí)線控底盤和飛機(jī)電傳飛控系統(tǒng)非常類似。飛機(jī)的操控系統(tǒng)很早前就將傳統(tǒng)的操縱桿系和鋼索替換為電線，既飛行員操縱飛機(jī)依靠裝在駕駛桿處的傳感器將桿力或桿位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過電線傳到舵機(jī)以驅(qū)動(dòng)控制面偏轉(zhuǎn)，達(dá)到操縱飛機(jī)的目的。Flight-By-Wire是電傳飛控系統(tǒng)的英文，線控系統(tǒng)x-by-wire也是類似的翻譯，這里翻譯成了線控，也是各個(gè)行業(yè)間底層話術(shù)不同的結(jié)果，這在汽車之中太常見了，當(dāng)然此是后話。

轉(zhuǎn)向技術(shù)的演進(jìn)趨勢(shì)

線控轉(zhuǎn)向技術(shù)優(yōu)勢(shì)

線控轉(zhuǎn)向具有諸多優(yōu)勢(shì)，以下只列出幾項(xiàng)關(guān)鍵。

推動(dòng)自動(dòng)駕駛發(fā)展：作為高階自動(dòng)駕駛的關(guān)鍵執(zhí)行器，線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)、快速的轉(zhuǎn)向及制動(dòng)控制，為自動(dòng)駕駛車輛的路徑規(guī)劃和避障提供了有力支持。

提升駕駛體驗(yàn)：節(jié)省了車內(nèi)空間，減輕了車輛重量，并且可以根據(jù)駕駛場(chǎng)景靈活調(diào)整轉(zhuǎn)向比。在低速行駛時(shí)，如停車入庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)較小的方向盤轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)較大的車輪轉(zhuǎn)角，使操作更加輕松便捷；在高速行駛時(shí)，則保持沉穩(wěn)的轉(zhuǎn)向手感，提高行駛穩(wěn)定性，減少駕駛員因錯(cuò)誤判斷轉(zhuǎn)向角度而造成的事故風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，也更適合軟件定義汽車，根據(jù)不同駕駛需求隨時(shí)進(jìn)行個(gè)性化的升級(jí)體驗(yàn)。

增強(qiáng)OEM核心競(jìng)爭(zhēng)力：當(dāng)?shù)妆P與駕艙實(shí)現(xiàn)解耦后，OEM 可以將更多的資源和精力投入到駕艙的智能化、個(gè)性化設(shè)計(jì)與開發(fā)上。通過定制化的軟件和應(yīng)用生態(tài)，滿足不同用戶群體對(duì)于信息娛樂、導(dǎo)航、車輛監(jiān)控等功能的多樣化需求，進(jìn)一步強(qiáng)化品牌與消費(fèi)者之間的情感連接，提升品牌忠誠(chéng)度。在底盤技術(shù)領(lǐng)域，OEM 可以挑選與專業(yè)的底盤供應(yīng)商合作，利用其在懸掛調(diào)校、制動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化、底盤輕量化等方面的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，確保車輛具備卓越的行駛性能和安全性。同時(shí)，自身則專注于底盤與整車的適配性研發(fā)，針對(duì)不同車型的定位和目標(biāo)市場(chǎng)，對(duì)底盤的操控穩(wěn)定性、舒適性以及通過性進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)校。

增強(qiáng)安全性：線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與其他車輛控制系統(tǒng)（如電子穩(wěn)定控制 ESC）協(xié)同工作，可以在車輛出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，迅速、精準(zhǔn)地調(diào)整車輪轉(zhuǎn)向角度，及時(shí)穩(wěn)定車輛，避免事故發(fā)生。而且，即使在部分電子設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下，系統(tǒng)的冗余設(shè)計(jì)也能確保車輛保持一定的轉(zhuǎn)向控制能力，保障行車安全。

系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化：在電動(dòng)汽車時(shí)代，線控制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用。它不僅可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的功能，還可以與車輛的能量回收系統(tǒng)緊密配合。在制動(dòng)過程當(dāng)中，通過精確控制制動(dòng)電機(jī)的輸出扭矩和制動(dòng)壓力，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)能量的高效回收，將電能反饋回電池，從而增加車輛的續(xù)航里程。同時(shí)，線控制動(dòng)系統(tǒng)還能優(yōu)化制動(dòng)分配，提高制動(dòng)的平穩(wěn)性和舒適性，減少剎車片的磨損和制動(dòng)粉塵的排放。

簡(jiǎn)化裝配及設(shè)計(jì)：線控底盤技術(shù)的應(yīng)用為汽車生產(chǎn)商帶來了諸多益處。一方面，減少了制造不同版本車型（如右駕版和左駕版）所需的裝配工作量，下降了生產(chǎn)成本。另一方面，為未來高度自動(dòng)化和自動(dòng)駕駛車輛的設(shè)計(jì)提供了更高的自由度。例如，可實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的方向盤設(shè)計(jì)，如方向盤的完全折疊或側(cè)向收納，在自動(dòng)駕駛模式下為駕駛員創(chuàng)造更加寬敞舒適的駕駛空間，提升車內(nèi)的人機(jī)交互體驗(yàn)和整體舒適性。

線控技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對(duì)策略

線控技術(shù)這么好，理論上也很簡(jiǎn)單，也正因此目前汽車的絕大部分系統(tǒng)都實(shí)現(xiàn)了線控，只有轉(zhuǎn)向與制動(dòng)對(duì)于安全性、可靠性及魯棒性的要求極高，需要機(jī)械進(jìn)行備份，這也成為了線控的最大挑戰(zhàn)。

安全與可靠性挑戰(zhàn)：由于線控系統(tǒng)與駕駛員之間缺乏機(jī)械連接作為最終的備用手段，因此對(duì)電子控制單元的可靠性和冗余設(shè)計(jì)提出了極高的要求。一旦電子設(shè)備出現(xiàn)故障，車輛的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)系統(tǒng)必須可以保持可控性，這需要在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用多重冗余備份技術(shù)，如多個(gè)傳感器、控制單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的并行工作，并通過復(fù)雜的算法進(jìn)行故障檢測(cè)和切換，確保系統(tǒng)的安全運(yùn)行。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)安全也是一個(gè)重要問題，需要避免外部惡意攻擊對(duì)車輛線控系統(tǒng)的干擾和操控，采取加密通信、入侵檢測(cè)等安全措施，保障車輛的信息安全和行駛安全。

集成的挑戰(zhàn)：將線控技術(shù)與其他車輛系統(tǒng)進(jìn)行深度集成也面臨著諸多技術(shù)難題。例如，如何將新型的傳感器（如激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)等）與線控運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效共享和協(xié)同工作，是一個(gè)亟待解決的問題。這需要開發(fā)兼容的接口和控制算法，確保傳感器數(shù)據(jù)可以準(zhǔn)確、及時(shí)地傳輸給線控系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛運(yùn)動(dòng)的精確控制。此外，線控系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件（如電機(jī)、傳動(dòng)裝置等）的性能要求也非常高，需要滿足高精度、高可靠性、低重量和緊湊空間布局等要求。傳統(tǒng)汽車中使用的普通電機(jī)往往難以滿足這些苛刻條件，因此汽車生產(chǎn)商和供應(yīng)商需要研發(fā)專門的高性能電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng)，或者與具備專業(yè)技術(shù)的供應(yīng)商合作，共同攻克技術(shù)難題。

線控技術(shù)的未來發(fā)展趨勢(shì)

在未來數(shù)年內(nèi)，線控技術(shù)將不再局限于高端車型或自動(dòng)駕駛試驗(yàn)車輛，而是逐漸普及到更多的標(biāo)準(zhǔn)載人駕駛車輛中，涵蓋轉(zhuǎn)向、換擋、制動(dòng)等多個(gè)操作領(lǐng)域，成為汽車的主流配置。隨著消費(fèi)者對(duì)汽車安全性、舒適性和智能化水平的要求不斷提高，線控技術(shù)將憑借其諸多優(yōu)勢(shì)，滿足市場(chǎng)的需求，推動(dòng)汽車行業(yè)的整體升級(jí)。

隨著芯片技術(shù)的不斷進(jìn)步，線控系統(tǒng)的計(jì)算能力和響應(yīng)速度將進(jìn)一步提升，可以實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜的控制算法和功能。同時(shí)，線控技術(shù)將朝著更加電動(dòng)化、智能化、軟件化和互聯(lián)化的方向發(fā)展，支持OTA，使車輛可以不斷升級(jí)和優(yōu)化性能。在網(wǎng)絡(luò)安全方面，將不斷加強(qiáng)防護(hù)措施，建立更加完善的安全體系，確保線控系統(tǒng)在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下安全可靠地運(yùn)行，為未來智能交通的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

線控底盤技術(shù)以電子信號(hào)控制車輛核心系統(tǒng)，替代傳統(tǒng)機(jī)械和液壓連接，實(shí)現(xiàn)了高精度、快速響應(yīng)的車輛控制，滿足了電動(dòng)汽車和自動(dòng)駕駛技術(shù)的需求。它的引入對(duì)自動(dòng)駕駛發(fā)展具有里程碑意義，實(shí)現(xiàn)了“人機(jī)解耦”，為完全自動(dòng)駕駛提供了技術(shù)基礎(chǔ)，并增強(qiáng)了系統(tǒng)冗余性和安全性。線控底盤由多個(gè)線控子系統(tǒng)構(gòu)成，其中線控制動(dòng)和線控轉(zhuǎn)向是核心，亦是底盤智能化發(fā)展的關(guān)鍵。隨著自動(dòng)駕駛汽車的日益普及，提升整車運(yùn)動(dòng)性能和安全性已成為行業(yè)焦點(diǎn)，而傳感器、計(jì)算控制和驅(qū)動(dòng)芯片是線控底盤技術(shù)的核心部件，市場(chǎng)對(duì)其算力、精確性、可靠性的要求日益提高。

從芯片角度看看線控底盤的現(xiàn)狀和未來

英飛凌

談到線控不得不首先要講英飛凌，其在線控相關(guān)行業(yè)布局最為廣泛。

如圖所示，線控轉(zhuǎn)向?qū)Ω咝阅茈姍C(jī)控制解決方案具有關(guān)鍵需求，英飛凌可以提供可擴(kuò)展的 AURIX微控制器系列，配備先進(jìn)的實(shí)時(shí)控制外設(shè)。將 AURIX與高效的 OPTIREG安全 PMIC 和 MOTIX無刷直流電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器匹配，即可實(shí)現(xiàn)解決方案。另外，還包括一流的 OPTIMOS MOSFET 可高效提供電機(jī)相電流，以及 XSENSIV精密電機(jī)位置傳感器，以完成整個(gè)過程。

如圖所示，無論是線控還是電子助力，本質(zhì)上系統(tǒng)構(gòu)成都一樣，但是需要更多的執(zhí)行器以及傳感器。

英飛凌具體的產(chǎn)品組合

英飛凌日前宣布推出第三代高性能車規(guī)級(jí)MCU AURIX TC4x，截至2024年，英飛凌已向全球市場(chǎng)交付了約10億片AURIX產(chǎn)品，覆蓋高于50家的主流汽車品牌，以及4大主要汽車應(yīng)用領(lǐng)域。AURIX在汽車全平臺(tái)的廣泛應(yīng)用，也助推了英飛凌榮登第一大車用MCU供應(yīng)商。

AURIX TC4x采用了28nm制程，并采用了新的計(jì)算架構(gòu)及內(nèi)核。最高配備 6 個(gè)最新的 Lockstep TriCore1.8 CPU，運(yùn)行頻率高達(dá) 500 MHz。6個(gè)TriCore內(nèi)核支持Hypervisor，另外，具有廣泛的加速器，包括用于AI處理的并行處理單元，可以實(shí)現(xiàn)模型預(yù)測(cè)控制，虛擬傳感器路徑規(guī)劃等AI場(chǎng)景加速；用于通信和數(shù)據(jù)處理的數(shù)據(jù)路由引擎，以實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)、CAN和內(nèi)存之間的高速路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的高質(zhì)量實(shí)時(shí)交互；用于ADC的信號(hào)處理單元cDSP；用于雷達(dá)的處理單元以及用于硬件加密的加速器。

另外AURIX TC4x還具有豐富的接口，包括5 Gbps 以太網(wǎng)、PCIe 等高速通信接口以及 CAN-XL 和 10BASE T1S 等新興接口。

AURIX TC4x非常適合先進(jìn)的底盤應(yīng)用，如轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、懸架和安全氣囊系統(tǒng)，這些應(yīng)用對(duì)于確保現(xiàn)代車輛的安全和性能至關(guān)重要，因此需要一個(gè)符合最高安全標(biāo)準(zhǔn)的微控制器解決方案。AURIX TC4x 旨在芯片達(dá)到并超越這些標(biāo)準(zhǔn)，為底盤應(yīng)用的可靠性和安全性設(shè)定新的基準(zhǔn)。AURIX TC4x 微控制器配備了高性能信息安全模塊以及安全加密和哈希引擎，滿足了未來底盤應(yīng)用的關(guān)鍵需求。此外，全面的以太網(wǎng)和 CAN 連接以及增強(qiáng)的電機(jī)控制能力，實(shí)現(xiàn)了安全關(guān)鍵的實(shí)時(shí)通信，并為各種未來車載網(wǎng)絡(luò)（IVN）需求的無縫集成鋪平了道路。

AURIX TC4x框圖

意法半導(dǎo)體

如圖所示，ST 的EPS解決方案系統(tǒng)改善了方向控制和乘客安全性，同時(shí)減少了引擎負(fù)載，從而提高了燃油效率。EPS系統(tǒng)使用電機(jī)——通常是三相無刷DC（BLDC）電動(dòng)機(jī)——來代替液壓致動(dòng)機(jī)構(gòu)。EPS可以改善駕駛員對(duì)車輛的方向控制，減少引擎負(fù)荷，從而提高其燃油效率。它還可以實(shí)現(xiàn)可變輔助功能，在速度較低且最需要輔助的情況下提供較多輔助，在速度較高時(shí)提供較少輔助。

ST線控制動(dòng)解決方案

在ST剛剛召開的投資者峰會(huì)上，公司也強(qiáng)調(diào)了在線控制動(dòng)上的前景，目前ST在ABS/ESC，電動(dòng)助力剎車等市場(chǎng)中，占有50%以上的市場(chǎng)份額，而隨著未來線控技術(shù)的普及，市場(chǎng)總?cè)萘繉?.5美元/車成長(zhǎng)到14美元/車，機(jī)會(huì)巨大。

ST的Stellaris 車規(guī)級(jí)MCU，這也是線控算法及控制的核心

恩智浦

恩智浦最近收購(gòu)了TTTech Auto，強(qiáng)化了其在SDV（軟件定義汽車）上面的能力，當(dāng)然線控底盤正是其中應(yīng)用之一。

恩智浦的S32 CoreRide的平臺(tái)，不僅匯集了恩智浦成熟的S32計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)電源管理技術(shù)，還整合了來自恩智浦廣泛的軟件生態(tài)合作伙伴的可立即部署的軟件，包括中間件、操作系統(tǒng)和其他軟件。恩智浦CoreRide平臺(tái)優(yōu)化集成流程，提升可擴(kuò)展性，消除開發(fā)中的繁瑣障礙。

恩智浦汽車平臺(tái)全部轉(zhuǎn)換成了S32，涵蓋從90nm到最新5nm的S32N。

針對(duì)EPS，NXP除了功率器件和電流傳感器之外，也是全面覆蓋。另外值得一提的是NXP的GreenBox實(shí)時(shí)開發(fā)平臺(tái)，適用于 S32高性能實(shí)時(shí)處理器的多功能開發(fā)平臺(tái)，它在堅(jiān)固的外殼中集成了處理、外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)和連接接口。

GreenBox非常適合開發(fā)和演示集成和獨(dú)立的實(shí)時(shí)應(yīng)用，例如車輛動(dòng)力學(xué)、電池和能源管理、電機(jī)逆變器控制以及中央、域和區(qū)域架構(gòu)的電源轉(zhuǎn)換，總而言之就是一個(gè)盒子，開發(fā)所有。

GreenBox

恩智浦CTO Lars Reger在CES 2025現(xiàn)場(chǎng)展示，公司與Applied EV聯(lián)合開發(fā)的滑板底盤產(chǎn)品，在鈴木電動(dòng)車上應(yīng)用。

德州儀器

TI的集成電路和參考設(shè)計(jì)，以及高級(jí)電源管理、傳感器、控制和柵極驅(qū)動(dòng)器可幫助構(gòu)建可靠、高性能且安全的EPS系統(tǒng)。

這里可以多提一些C2000 MCU，TI的F29x 系列微控制器是C2000實(shí)時(shí)微控制器系列的最新成員。F29x 系列是可擴(kuò)展的超低延遲器件，旨在提高電動(dòng)電子產(chǎn)品的效率。實(shí)時(shí)控制子系統(tǒng)擁有運(yùn)行頻率為 200MHz 的 C29 DSP 內(nèi)核，完全可以運(yùn)行要求苛刻的汽車和工業(yè)控制應(yīng)用。

它具有許多特性，可支持系統(tǒng)級(jí) ASIL-D 功能安全設(shè)計(jì)。C29x CPU1 和 CPU2 內(nèi)核同步運(yùn)行，可檢測(cè)永久性故障和瞬態(tài)故障。此外，除其他安全特性外，該器件架構(gòu)還具有 CPU 內(nèi)置 ECC 邏輯、總線互連中的端到端安全、用于系統(tǒng)性故障匯總和診斷的錯(cuò)誤信號(hào)模塊等。這些特性對(duì)于實(shí)現(xiàn) EPS 應(yīng)用所需的安全功能至關(guān)重要。

功能安全和信息安全單元 (SSU) 與 C29 CPU 相結(jié)合，可在不影響實(shí)時(shí)性能的情況下幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員滿足實(shí)時(shí)控制應(yīng)用中最嚴(yán)格的現(xiàn)代功能安全和信息安全標(biāo)準(zhǔn)。SSU 具有情境相關(guān)的 MPU 機(jī)制，可以根據(jù)當(dāng)前正在執(zhí)行的線程或任務(wù)自動(dòng)切換硬件的訪問權(quán)限。這樣一來，EPS 應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)真正的無干擾 (FFI) 功能，從而在控制和通信方面實(shí)現(xiàn)安全任務(wù)隔離，同時(shí)保持要求嚴(yán)苛的實(shí)時(shí)系統(tǒng)所需的相同高速和低延遲處理。存儲(chǔ)器、外設(shè)和堆棧均由 SSU 全面保護(hù)以實(shí)現(xiàn)完全隔離。

硬件安全管理器 (HSM) 提供 EVITA-full 安全支持。HSM 支持在不可信的工廠環(huán)境中進(jìn)行安全密鑰和代碼配置、安全啟動(dòng)、運(yùn)行時(shí)加密服務(wù)，并支持通過 A/B 交換對(duì) HSM 進(jìn)行無線固件更新。

F29x MCU 集成了 SENT 接收器以支持 EPS 應(yīng)用。SENT 通道可用于與傳感器連接。目前，有許多使用 SENT接口開發(fā)的傳感器。多個(gè)傳感器可連接到同一個(gè) MCU。這樣就可以自由挑選自己的傳感器。

在 EPS 冗余系統(tǒng)中，MCU 通常相互通信以監(jiān)控工作狀態(tài)。實(shí)現(xiàn) EPS 功能的 MCU 必須可以通過高速、低延遲和同步鏈路進(jìn)行通信?？焖俅薪涌?(FSI) 模塊是一個(gè)串行通信外設(shè)，可以跨電壓隔離邊界進(jìn)行穩(wěn)健的高速通信。與其他串行通信外設(shè)相比，F(xiàn)SI 的成本更低，同時(shí)還具有硬件附加功能（CRC 校驗(yàn)），只需幾根線就能提高跨器件的數(shù)據(jù)完整性。C29 中的快速串行接口 (FSI) 可跨隔離邊界實(shí)現(xiàn)高達(dá) 200Mbps 的穩(wěn)健通信。因此，F(xiàn)SI 可用于EPS 應(yīng)用中的 MCU 間通信。

隨著這種安全關(guān)鍵型系統(tǒng)成為汽車行業(yè)的趨勢(shì)，從 EPS 到線控轉(zhuǎn)向，都需要配備功能安全和信息安全機(jī)制的小型冗余系統(tǒng)。F29 是理想的器件系列，能為不同類型的 EPS 系統(tǒng)提供封裝擴(kuò)展性（100 引腳 QFP 至 256 引腳BGA）和器件規(guī)格（鎖步配置和閃存尺寸）擴(kuò)展性。獨(dú)特的通信外設(shè)（例如 FSI 和 SENT）為 F29 帶來的優(yōu)勢(shì)使其成為這些安全應(yīng)用領(lǐng)域的理想產(chǎn)品。

C29x框圖

安森美

安森美的傳感器在EPS應(yīng)用中非常受歡迎，比如向 HELLA 交付了 10 億個(gè)電感式傳感器接口集成電路，用于 HELLA 的汽車線控系統(tǒng)非接觸式電感式位置傳感器 (CIPOS )技術(shù)。在長(zhǎng)達(dá) 25 年的合作中，兩家公司開發(fā)了創(chuàng)新的設(shè)計(jì)方法，縮小了 HELLA 模塊和 onsemi IC 的尺寸，以更好地適應(yīng)模塊外形尺寸的苛刻應(yīng)用。

CIPOS 是一種電感技術(shù)，用于乘用車和商用車的線控驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，例如油門踏板傳感、轉(zhuǎn)向和扭矩傳感器，以及增壓和渦輪增壓執(zhí)行器。安森美半導(dǎo)體設(shè)計(jì)的 IC 是 HELLA 解決方案的核心元件，與連接的線圈結(jié)構(gòu)一起構(gòu)成電感式位置傳感器。由于該解決方案是非接觸式的，因此安森美半導(dǎo)體 IC 提供的精度在CIPOS 系統(tǒng)的整個(gè)使用年限期間都有保證。

經(jīng)過二十多年的合作，安森美半導(dǎo)體于 1999 年成功推出了首款汽車電感式位置傳感器。自那時(shí)起，安森美半導(dǎo)體已為海拉提供了三代電感式定位接口。每代產(chǎn)品都是專門與海拉共同開發(fā)的。

針對(duì)EPS，安森美擁有除MCU外的所有組合，包括電源、傳感、信號(hào)鏈隔離等等組合。

另外，安森美今年也發(fā)布了Treo平臺(tái)，基于 65 納米節(jié)點(diǎn)的 BCD 工藝，支持同行業(yè)領(lǐng)先的 1- 90V 寬電壓范圍和高達(dá) 175°C 的工作溫度。安森美表示，基于 Treo 平臺(tái)將構(gòu)建多個(gè)產(chǎn)品系列，包括電壓轉(zhuǎn)換器、超低功耗模擬前端（AFE）、LDO、超聲波傳感器、多相控制器和單對(duì)以太網(wǎng)控制器，而且已經(jīng)有了詳細(xì)的產(chǎn)品路書，這些產(chǎn)品中有機(jī)會(huì)在線控市場(chǎng)中發(fā)揮價(jià)值。

安森美Treo平臺(tái)產(chǎn)品路線圖

Allegro

Allegro表示，線控轉(zhuǎn)向架構(gòu)在提升車輛自主性的同時(shí)，通過移除轉(zhuǎn)向柱減小了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的整體尺寸。其功率集成電路及傳感器產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)出色的路感，并達(dá)到最高水平的安全性和質(zhì)量。

Allegro的傳感器組合一覽

ADI

ADI為以太網(wǎng)到邊緣總線(E2B)提供了諸多10BASE-T1S收發(fā)器產(chǎn)品，為汽車應(yīng)用提供了低復(fù)雜度、高靈活性的邊緣節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)。通過消除邊緣節(jié)點(diǎn)對(duì)微控制器的需求，以太網(wǎng)到邊緣總線解決方案實(shí)現(xiàn)了所有軟件的集中化，有助于實(shí)現(xiàn)下一代分區(qū)架構(gòu)和軟件定義汽車。這些解決方案符合 IEEE 802.3-2022 標(biāo)準(zhǔn)，并支持PLCA（物理層沖突避免機(jī)制）。

10BASE-T1S E2B產(chǎn)品支持高度優(yōu)化且靈活的基于硬件的以太網(wǎng)邊緣節(jié)點(diǎn)連接解決方案。它可無縫融入整個(gè)汽車以太網(wǎng)架構(gòu)，并可與任何其他符合 10BASE-T1S 標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品在同一總線上使用。該收發(fā)器集成了低復(fù)雜度以太網(wǎng) (LCE) 硬件引擎，可作為以太網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。它還提供從 10BASE-T1S 到傳感器/執(zhí)行器接口的確定性、低延遲數(shù)據(jù)路徑。ADI 的E2B解決方案提供廣泛的功能集，旨在提供優(yōu)化的可靠性能。

E2B旨在集中化軟件、啟用所有硬件邊緣節(jié)點(diǎn)以及下降系統(tǒng)級(jí)復(fù)雜性和成本，這正是線控革命的需求。

比如，ADI的E2B技術(shù)通過提供一種簡(jiǎn)化的解決方案，助力實(shí)現(xiàn)軟件集中化以及可靠的軟硬件架構(gòu)分區(qū)，從而加速向軟件定義汽車的轉(zhuǎn)型，非常適合諸如車輛懸架系統(tǒng)等應(yīng)用中的低延遲控制回路。通過消除對(duì)昂貴微控制器的需求并下降布線復(fù)雜性，E2B為集中計(jì)算以及實(shí)現(xiàn)跨各種車身電子系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制提供了一個(gè)穩(wěn)健的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。

E2B技術(shù)還可以與ADI的ADMT4000 多圈磁性計(jì)數(shù)器傳感器相結(jié)合，打造出一個(gè)線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)有助于帶來更直觀、可靠且響應(yīng)靈敏的駕駛體驗(yàn)。E2B 的傳感器和執(zhí)行器接口無需微控制器，通過解析來自轉(zhuǎn)向輸入的數(shù)字傳輸信號(hào)來幫助校準(zhǔn)車輪。因此，E2B 為實(shí)現(xiàn)區(qū)域架構(gòu)和軟件定義汽車平臺(tái)提供了一種簡(jiǎn)化、經(jīng)濟(jì)高效且低延遲的解決方案。

如圖所示，E2B技術(shù)可以在包括照明、功率、車身電子、傳感器以及動(dòng)態(tài)懸架調(diào)節(jié)等應(yīng)用中。

總結(jié)

實(shí)際上，線控技術(shù)在方便OEM開發(fā)的同時(shí)，需要底層芯片技術(shù)不斷進(jìn)步，包括更高可靠性，魯棒性，以及更精確實(shí)時(shí)響應(yīng)特性，更高的算力等等。而對(duì)于產(chǎn)品組合方面，不止對(duì)MCU提出新需求，包括傳感器、功率器件、信號(hào)鏈、電源在內(nèi)的所有產(chǎn)品都需要配合升級(jí)，以便提升完整的線控系統(tǒng)，構(gòu)建符合安全規(guī)定，易于部署和升級(jí)的產(chǎn)品。