Добро пожаловать в Shenzhen Mingjiada Electronics Co., Ltd.

Программно-определяемые транспортные средства (SDV) меняют автомобильную индустрию, движимые волной автомобильной «новой четверки», которая использует программное обеспечение для определения и итерации функций автомобиля, способствуя превращению автомобилей из традиционных механических изделий в интеллектуальные терминалы. Однако SDV также несет в себе множество проблем: сложность программного обеспечения растет в геометрической прогрессии, а конфигурации хранилищ необходимо гибко настраивать в соответствии с различными функциональными сценариями; постоянные обновления и итерации усложняют задачу разработчиков.

Чтобы решить эти проблемы и создать более простую и масштабируемую вычислительную платформу для SDV, компания STMicroelectronics выпустила микроконтроллеры автомобильного класса Stellar со встроенной xMemory - новым поколением динамически настраиваемых конфигураций памяти, встроенных в семейство автомобильных MCU Stellar. xMemory представляет собой новое поколение динамически настраиваемых конфигураций памяти, встроенных в семейство автомобильных MCU Stellar, и является первым в своем роде решением на рынке. xMemory - это новое поколение динамически настраиваемых конфигураций памяти, встроенных в семейство автомобильных микроконтроллеров Stellar, предоставляющее OEM-производителям масштабируемое решение с практически неограниченной гранулярностью памяти.

ДАВИДЕ САНТО, старший директор подразделения автомобильных MCU и член отдела стратегии подразделения в STMicroelectronics, отметил, что SDV позволяют регулярно обновлять автомобили новыми функциями, значительно продлевая срок их службы. При этом автомобильной промышленности необходимо обеспечить безопасность транспортных средств, интегрируя более богатую функциональность при меньших затратах. Благодаря xMemory, микроконтроллеры ST Stellar автомобильного класса обеспечивают большую функциональную масштабируемость при тех же затратах и физических ограничениях.

Доля SDV в общем объеме производства автомобилей продолжает расти

После электрификации и интеллектуализации SDV является третьей основной тенденцией в автомобильной промышленности, позволяющей гибко определять функции за счет разделения аппаратного и программного обеспечения, модернизировать традиционные распределенные архитектуры в централизованные архитектуры управления доменами и снизить зависимость от итераций аппаратного обеспечения. Согласно данным исследования Morgan Stanley, доля SDV в общем объеме производства автомобилей вырастет с 3,4 % в 2021 году до 90 % в 2029 году, что приведет к увеличению расходов на полупроводники на 15 млрд долларов в ближайшие несколько лет.

SDV делает OTA (технологию загрузки по воздуху) стандартной функцией в автомобилях, которая поддерживает независимые обновления программных модулей и значительно снижает сложность обновления. OTA не только исправляет ошибки в программном обеспечении, добавляет новые функции и продлевает жизненный цикл автомобиля, но и повышает приверженность пользователей. Эти изменения также привели к изменению модели продаж автомобилей: автомобильные компании перешли от «единовременной продажи оборудования» к «подписке на программные услуги», например, системы ассистированного вождения оплачиваются ежемесячно, и OTA стала ключевым звеном в доставке функций.

Автомобильное оборудование, являющееся транспортным средством, на котором работает программное обеспечение, сталкивается со многими проблемами при реализации SDV. В прошлом распределенные электрические и электронные архитектуры полагались на обновление аппаратного обеспечения для обеспечения функциональности, в то время как централизованные архитектуры управления доменом абстрагировали аппаратные различия через программный уровень. Технические требования SDV к электронным блокам управления отражают переход от «функционально цельной» к «гибкой и конфигурируемой» автомобильной электронике. Суть этой трансформации заключается в стандартизации аппаратных платформ, укреплении механизмов безопасности и открытии экосистемы программного обеспечения для поддержки непрерывных итераций на протяжении всего жизненного цикла автомобиля. В то же время, с усилением рыночной конкуренции, производители комплектующих для автомобилей пытаются сократить цикл разработки и снизить затраты на разработку, и ДАВИДЕ САНТО отметил, что SDV подтолкнула интеграцию электронных блоков управления к увеличению, и система электропривода «все в одном» является типичным примером. В условиях жесткой конкуренции в отрасли выбор дизайна MCU имеет решающее значение, он может стать либо катализатором роста бизнеса, либо узким местом, ограничивающим развитие.

В течение следующих трех лет ST представит более 70 продуктов, включая семейство Stellar, предназначенное для автомобильного сектора, а также обновления и расширения функций семейства STM32.

xMemory переосмысливает хранение данных в MCU

С точки зрения развертывания решений, увеличение сложности программного обеспечения, вызванное SDV, требует от MCU интеграции NOR Flash и DRAM большей емкости. Традиционным MCU приходится одновременно выпускать несколько версий микросхем из-за разной емкости памяти. С модернизацией алгоритмов производители комплектующих для автомобилей вынуждены заменять MCU на более мощные, что приводит к увеличению размеров решений на базе традиционных MCU. Это не только повышает сложность управления запасами для автомобильных OEM-производителей, но и подвергает итерации обновления риску перепроектирования и разработки программ.

ДАВИДЕ САНТО представляет xMemory компании ST, основанную на технологии Phase Change Memory (PCM), которая обладает уникальными и ведущими техническими характеристиками по сравнению с представленными на рынке технологиями eNVM, такими как RRAM, MRAM, Flash и т. д.:

-Меньшие ячейки памяти: xMemory основана на 28-нм и 18-нм техпроцессах FD-SOI (полностью обедненный кремний на изоляторе), что позволяет достичь плотности хранения данных более чем в два раза выше, чем у конкурирующих продуктов, причем xMemory на 28-нм техпроцессе занимает площадь всего 0,019 мкм² на бит. Меньшие ячейки памяти дают xMemory преимущество в физическом размере, позволяя интегрировать ее во встраиваемые микроконтроллеры с наименьшей площадью памяти.

Более высокое качество: xMemory обладает превосходной устойчивостью к высоким температурам и соответствует требованиям стандарта AEC-Q100, а также обладает лучшей в отрасли радиационной стойкостью.

-Выдающаяся энергоэффективность: xMemory снижает энергопотребление даже в жестких условиях эксплуатации.

Технологическая зрелость: ST была в авангарде перехода автомобильных MCU с флэш-памяти на технологию встроенной энергонезависимой памяти (eNVM), представив первую 28-нм технологию eNVM для автомобильной промышленности, которая лежит в основе xMemory.

Кроме того, xMemory обладает ключевой особенностью - значительным улучшением масштабируемости микросхем памяти. Масштабируемость - ключевая характеристика продуктов, как на этапе разработки, так и на протяжении всего жизненного цикла. В отличие от традиционных продуктов, которые масштабируются по физическим размерам, MCU серии Stellar с xMemory позволяют масштабировать конфигурацию памяти без необходимости увеличения бюджета или увеличения размеров продукта. Для разработчиков это означает раскрытие полной производительности их продуктов без необходимости изменения дизайна решения, а семейство микроконтроллеров Stellar также помогает разработчикам улучшить управление спецификацией. ST предлагает решения, в которых один номер детали может удовлетворять различным требованиям к производительности для нескольких проектов eNVM, упрощая процесс закупок и управления запасами. Это не только оптимизирует эффективность логистики и снижает риск несоответствия запасов, но и снижает общую стоимость BOM за счет эффекта масштаба.

Для OEM-производителей автомобильной техники, особенно на китайском рынке, MCU серии Stellar с xMemory могут значительно ускорить процесс выхода на рынок. В настоящее время скорость разработки платформ OEM-производителями автомобилей на китайском рынке значительно возросла, а время цикла от разработки концепта до производства автомобиля сократилось на 40 %; если для разработки используется зрелая платформа, то весь цикл выхода на рынок может сократиться на 60 %, а многие модели могут появиться на рынке менее чем через 18 месяцев. Традиционные микроконтроллеры имеют длительное время разработки, проверки и серийного производства, что затрудняет удовлетворение потребностей автомобильных OEM-производителей в быстром развитии. Благодаря xMemory, MCU серии Stellar могут гибко настраивать конфигурацию памяти и могут быть повторно использованы в процессе итераций автомобильных платформ, так что сложные функциональные системы не нуждаются в повторном проектировании и проверке со стороны автомобильных OEM-производителей.

ST уже имеет портфель автомобильных MCU с гибкостью проектирования, включая широкий спектр продуктов семейства Stellar. С внедрением технологии xMemory фирменная технология PCM обеспечивает семейству Stellar еще большую масштабируемость конфигурации памяти. По словам ДАВИДЕ САНТО, в грядущих семействах MCU Stellar P и G на базе процессоров Arm® будет интегрировано следующее поколение технологии PCM, известное как xMemory, которое планируется запустить в производство к концу 2025 года. Инструментарий разработки для семейств Stellar P и G полностью совместим с существующим семейством Stellar, что позволяет разработчикам быстро освоить стандартные программные библиотеки и наборы для безопасной разработки без дополнительных затрат на обучение.

Заключение

Технология xMemory - это не только крупная инновация в области памяти для MCU, но и глубокий ответ ST на эпоху программно-определяемого автомобилестроения. xMemory сочетает в себе высокую плотность хранения данных, динамическое масштабирование и эффективное управление цепочкой поставок, обеспечивая автомобильные компании решением полного цикла «спроектируй один раз, обновляй постоянно». В микроконтроллерах Stellar сочетаются высокая плотность хранения данных, динамическое масштабирование и эффективное управление цепочкой поставок, что позволяет автомобильным компаниям получить решение полного цикла «спроектируй один раз, обновляй постоянно», которое помогает им решать задачи, связанные с повышением функциональной сложности, сокращением циклов разработки и строгим контролем затрат. Ожидается, что с началом массового производства серий Stellar P и G к концу 2025 года xMemory повысит основную конкурентоспособность следующего поколения микроконтроллеров ST автомобильного класса и выведет автомобильную электронику на новый этап «стабильное оборудование, неограниченное программное обеспечение».