Stellar E系列電動汽車專用微控制器，促進集中式電氣架構發(fā)展

簡化車載充電機高能效功率模塊和數(shù)字化功率轉換系統(tǒng)設計

來源：意法半導體

日前，中國–服務多重電子應用領域、全球排名前列的半導體公司意法半導體(STMicroelectronics，簡稱ST；紐約證券交易所代碼:STM)推出新款車規(guī)級微控制器 (MCU)。新產品針對電動汽車和汽車集中式(區(qū)/域)電氣架構優(yōu)化了性能，有助于降低電動汽車成本，延長續(xù)航里程，加快充電速度。

在當今的電動汽車中，選擇搭載SiC（碳化硅）高能效功率模塊，可以最大限度延長行駛里程，加快充電速度。而在此前，想要控制先進的 SiC功率半導體，電動汽車還需要一個專用的高速信號處理器。ST的Stellar E MCU專為下一代軟件定義電動汽車設計開發(fā)，在芯片上集成了高速控制回路處理電路。現(xiàn)在，只用一個MCU就能控制整個功率模塊，從而簡化了模塊設計，節(jié)省了成本，也更容易達到汽車安全標準。

這款新MCU是ST基于Arm?內核的Stellar微控制器產品家族的延伸，在開發(fā)過程中即將汽車作為目標平臺，從零開始設計。作為功能強大的集中式區(qū)域控制器，該系列簡化了汽車電氣架構，能夠提高功率、設計靈活性和安全性。目前，Stellar產品家族包括用于提高集成度和開發(fā)車輛控制器的Stellar P系列和用于開發(fā)車身控制應用的Stellar G系列。Stellar產品家族架構集成了多個 Arm Cortex處理器內核，這些內核可以提供高處理性能和配置鎖步冗余的機會，并支持實時硬件虛擬化。Stellar全系產品都可以通過安全無線 (OTA)更新功能升級軟件。

意法半導體汽車和分立產品部副總裁、戰(zhàn)略性業(yè)務開發(fā)和汽車處理器及射頻產品總經(jīng)理 Luca Rodeschini表示：“我們的 Stellar MCU可以實現(xiàn)先進的電動汽車設計，同時確保電源管理具有很高的能效，為車輛生命周期管理帶來軟件定義的靈活性。有了新的 Stellar E系產品加入，現(xiàn)在Stellar產品平臺可以為電動汽車創(chuàng)造新的價值鏈。感知環(huán)境、控制車輛動態(tài)、提高功率轉換效率，以及安全管理大電流功率級，這些功能都可以在一顆芯片上有效處理。安全無線更新軟件功能使車企能夠改進他們的控制策略，提高汽車的行駛里程、性能和能效?！?/p>

Stellar E系列首款產品Stellar SR5E1是為電動汽車車載充電器 (OBC)和通用 DC/DC轉換器優(yōu)化設計，現(xiàn)已向主要客戶提供樣品，計劃2023年開始量產。

編者注：向軟件定義汽車過渡

軟件定義汽車指的是將汽車變成一個軟件平臺，在一個硬件框架內集成由原生軟件和可無線下載的應用程序組成的軟件生態(tài)系統(tǒng)，讓汽車廠商能夠不斷改進功能、更新安全性，并提供創(chuàng)新服務。軟件升級能力和硬件集成度對電動汽車提高車輛的能效，延長行駛里程尤為重要。

技術詳情

在采用碳化硅 (SiC)功率晶體管和二極管后，電動汽車上的大功率應用，即車載充電機、電動傳動系統(tǒng)和各種 DC/DC轉換器的能效和可靠性獲得巨大提升，在明顯高于普通硅功率半導體的開關頻率下，能效和可靠性實現(xiàn)大升幅度提升。

當今市場上普通車規(guī) MCU執(zhí)行充電控制算法的速度無法支持碳化硅功率晶體管更高的開關頻率，因此，還需額外增加一個 DSP芯片來專門處理控制回路，但是，使用DSP處理器需要單獨寫代碼，這不可避免增加了用傳統(tǒng) MCU實現(xiàn)控制模塊的物料清單成本和設計復雜性，導致控制模塊的成本、尺寸和功耗增加。

Stellar E (Stellar電動汽車MCU)是一系列可在同一顆芯片上執(zhí)行高速控制回路處理和通用控制運算的車規(guī)MCU，可以簡化功率模塊設計，精簡物料清單，有利于功率模塊向基于SiC的高效解決方案過渡，從而實現(xiàn)更長的行駛里程和更快的充電速度。

利用片上集成的高速模數(shù)轉換器 (ADC)、高精度脈寬調制 (PWM)控制器和快速動作保護電路等特性，這些 MCU可以控制多個功率轉換器。

此外，Stellar E系列支持先進的汽車功能性安全標準 (ISO 26262 ASIL-D)、數(shù)據(jù)安全功能(HSM)和行業(yè)標準軟件互操作性（通過 Autosar 4.3.x），以及軟件安全無線更新功能。采用Stellar家族設計可帶來更多的優(yōu)勢，包括廣泛的軟件開發(fā)工具鏈，以及家族通用的控制與執(zhí)行生態(tài)系統(tǒng)。

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