2022汽车半导体生态峰会演讲实录|恩智浦半导体余辰杰：恩智浦S32ZE处理器助力底盘域控制器

以“智链未来 本立而道生”为主题的“2022张江汽车半导体生态峰会暨全球汽车电子博览会”由《中国汽车报》社主办，张江高科、爱集微、浦东新区投资促进二中心承办，11月7日-8日在上海张江科学会堂隆重举行。

本届峰会邀请了以半导体为核心的全球智能网联汽车生态链企业高管、知名分析师与投资机构、中外行业大咖参加，瞄准新智能汽车与能源汽车技术前沿，就科创+产业+金融进行深度交流，为汽车半导体产业发展贡献智慧和力量。同时，通过趋势分享、前沿技术碰撞、投资逻辑解读以及全球汽车电子博览会，共同探讨全球巨变下的汽车半导体产业链发展，为业界充分展示汽车电子最新发展成果与趋势，打造国际化一流汽车半导体领域展示平台。

其中，在11月7日举办的“智能底盘专场”，恩智浦半导体车载处理器资深市场经理余辰杰做了题为《恩智浦S32ZE处理器助力底盘域控制器》的精彩演讲，以下内容为现场演讲实录：

余辰杰：大家好，我来自恩智浦，负责处理器业务，我介绍的是处理器芯片在新兴的电子电器架构发展趋势中，如何支持底盘和底盘域控制器。

恩智浦半导体 车载处理器资深市场经理 余辰杰

今天主要给大家讲到的芯片S32ZE和S32E，这是同一个家族，也是恩智浦今年6月份正式对外发布的一个新型门类的芯片。无论是从计算领域还是从工艺制程，包括软件生态，已经远远不是以前单纯两三百兆主屏的MCU可以比的。

主要内容分三部分：

第一，简单讲一下EE架构的演进。

这部分可能和底盘没有直接关系，但是从整个汽车架构特别是电子电气角度是息息相关的。本来底盘主要作用，包括横、纵向控制，包括垂直方向控制，有不同的EPS、刹车、悬架等方向构成。

以前更多是分布式的控制器组合，现在随着半导体在处理器上的算力提升，很多域等架构的出现，导致原来分布式的底盘架构也往集中式的底盘架构所演进。我们经常看到一个词ICC。

第二，最新发布的S32ZE16nm实时处理器介绍。

第三，这个芯片如何应用。

电子电气架构的演进，一辆车上本来有几十个、上百个ECU，现在域控制器等把这些ECU数量全部减少，这种架构的演进往往不是一蹴而就的。所以，无论是域化还是区域化过程当中，都没有很纯粹的结构。所以，更多的演进趋势会是由一些域控制器，大域的域控制器。比如ADS与座舱域或者车身域，加上一些域控制器，组合、混合的方式居多。

当然，相对来说功能安全等相关功能比较弱，把车身上的功能先根据地理位置划分，在国内主机厂也比较多。比如车、门、窗都相对来说比较和功能安全动力等无关。

在大趋势中，特斯拉走的路线，是一个中央电脑，为了做OTA、软件升级，预埋很多硬件在上面，这是一个趋势。但这也不会非常快到来，总体来说这是一个趋势。

以前大家看到过一张图，一个苹果手机放在上面，下面架着四个轮子。如果在几年前想想觉得很夸张的一个概念，至少在5-10年里可能有部分车型就是这个样子的。

简单分析下域或者区域控制器的好处。

首先，域其实这是最先开始的。比如ADS域、座舱域等等，包括车身域。好处显而易见，把逻辑相关的一些功能整合在一个控制器里面。软件上更好协调，比如底盘域，很多传感器的输入，原来可能分布式的一个功能，要互相之间Talk，现在在一个中央式的处理单元里，把所有的传感器输入全都放到一个集中式位置处理，跟传统分布式的底盘控制器相比，不是做一个判断了。在什么情况下，某一个底盘的执行器，我的权重更大，就听那个底盘控制器控制，不是。更多是做一个深层次的融合。

从软件角度来说，域控制器也是很方便SOA的，即所谓面向服务的软件架构。一个主流趋势是，在传统控制为主的ECU里面，都是一颗主要的单片机，两三百兆的主屏。如果可以做OTA的，还要引进一些先进的软件开发架构的SOA等，以及引入一些TSN等网络上高实时性的，单个MCU可能就不够了。

在这样一个架构里，可能在这样一个节点上，既需要一颗MCU，还需要一颗SOC。恩智浦对于整个车的框架理解，分为两部分：

一、汽车基础架构/基础设施。

所谓基础设施，不管是高端车、低端车，任何种类的车，强调ADS卖点也好，强调新能源卖点也好，都要具备的这三方面：

1、车的控制端，指动力，包括底盘、EPS、转向等等控制肯定是需要的。

2、网络肯定是需要的，不同的ECU之间的通信，包括往外的通信，网络肯定要。

3、车身肯定要，包括门窗、小电机等控制。

二、与不同的车型定位相关。

比如智能座舱那块，ADS智驾，肯定跟不同被型的定位相关。

做底盘零部件开发，包括转向，EPS、ESP等，到目前为止，核心上面的处理单元还是一颗MCU，可能两三百兆主屏的MCU，多核的，这是目前看到的主要器件的选型。

到目前为止，在所有主流的半导体处理器供应商里，还没有人拿16nm工艺做MCU的，或者说做纯实时的处理器，恩智浦是第一家，并且到了功能安全D的NCR等级。这个给所有后面的ECU都提供了一个非常好的拓展性。本质来说，所谓的控制器升级，就是算法的迭代；算法的迭代需要更高算力的CPU，从半导体供应的角度来说，需要更先进的制程。

简单而言，如果横向去看目前市面MCU，16nm带来的好处是集成度更高，芯片可以集成更多，也可以把主屏抬上去，这是工艺下沉所带来的好处。工艺下沉带来的IO的驱动能力，肯定不能像40nm或者28nm已经相对弱一点，不能像40nm、90nm那么强等等，这些要考虑。

恩智浦已经规划了5nm的SOC，也包括MCU，实时处理器已经规划到5nm的节点。

底盘是典型的实时性，是实时性最高的一个场景。特别对悬架的控制、转向，包括对刹车等等，实时性某种程度比目前动力响应还要高。

典型的一些应用场景，域控和区域控制器是大的门类。动力上，比如BMS等是一个控制器，或者混动的车型还要有一个发动机控制器，都是分布式结构。

如果使用S32ZE这样一个划时代的，具有高算力、多核，又具有功能安全的，还预备虚拟化机制的芯片，可以把这些功能全都集成在一个单一的处理器当中。还不是单一的域控制器当中，而是单一的域控制器里面单一的芯片当中。当然，这其中除了硬件的虚拟化机制之外，也需要一些监控、调度的机制。

在S32ZE主要的架构中，主要计算部分是由若干个Call takers252，这也是目前量产做ACLD实时处理器当中最先进的一个内核，我们有一些友商也使用这个内核在做，但他们现在还是28nm的制程节点。

除此之外，还有一些M33，来做整个芯片级功能安全的监控等等，这些非业务相关的系统级功能都可以放在这里面做，252主要集中在处理业务逻辑当中。

恩智浦还集成了很多其它加速器，还有一个DSP加速器，主要做ADS横纵向控制，也可以在EPS或者底盘当中用到，现在很多横纵向控制会用到一些MPC的算法。

在TSN的支持下，有一个以太网的加速器。恩智浦处理器事业部的前身是飞思卡尔，飞思卡尔最早以做网络处理器（那是很大的网络处理器，服务器端闻名），在以太网上的积累超越这个行业里面所有的MCU或者MPU的竞争对手。这是做发动机的管理，也是一个博世的IPU，集成了最先进的4.1的版本。

这个芯片采用了最先进的16nm的制程，当中没有办法加入Embed a flash，所以在内存中挂了一颗芯片。上电的时候，会把里面存的，直接跑到19兆SRAM当中。好处是SRAM的速度，肯定要比Flash快，传统的单片机都是Flash里面直接开始执行，SRAM做一些临时变量的加速、程序优化等等，而这里面相当于传统单片机里面的Called flash，会跑在SRAM里边。

恩智浦在一两年之后，还会推出一颗降维版本的，称之为S32E的芯片。考虑到一些对实时性有要求，但需求不是那么高的。因为这里有8个252和主屏可以到1级赫兹，目前量产最先进的实时处理器，也就4、5个核，甚至5、6个核，主屏也就三五百兆左右。降级版本的主屏最低可以调到600兆，可以适用于更多中低端应用。

看底盘域控和S32ZE到底是什么关系。国内有一些主机厂，自己有底盘的EPS研发能力，已经开始把EPS域控方面去集成。在这个上面，会集成一部分车身的功能，还会集成EPS。当然目前还是一个预研项目，这是一个趋势。特别对一些既可以自己定义电子电器架构，又有一些零部件研发能力的企业。

当然，域控到底有什么好处，很显然如果把整个底盘做成一个大域，当然底盘传感器很多，如果能够通过合理的网络布局，做到一个中央的处理单元里面，原先分布式的一些通信导致或者说决策，只能导致链式的决策，冲突或者说在某种特定的路况或者工况下，采用一个底盘控制器输出作为最终的执行决策的控制方式，到通过中央域控把所有传感器都联进来，做一个统一的融合之后再做最终决策，这种效率是不言而喻的，显然域控会更好。

还有功能安全的角度，从纯的控制逻辑来说，肯定是集中更好。因为分布开来，整个功能安全的角度考虑，就像为什么要用MCU来做主控。传统意义上，把它分成更多的逻辑这样一个器件不行吗？道理也是一样的。集成化永远是一种趋势，无论是器件的可靠性、功能安全等等角度，也是一个驱动力。

最后，国外的主机厂，像特斯拉基本上都是自己在做，也有的会从电子电器架构的演进上，效仿特斯拉做很激进的中央化。如果大家对恩智浦的这个芯片有什么想法，欢迎交流。

谢谢。

（注：以上速记内容未经本人确认）