電子發燒友網報道(文/梁浩斌)在CES 2025上,英特爾發布了一款用于電動汽車動力總成系統和區域控制器的芯片,英特爾稱之為自適應控制單元(ACU)。從功能上看,ACU與目前汽車上常見的MCU類似,但更多的是著重于軟件定義,加入了多個可編程靈活邏輯單元用于實時任務切換,在算法方面更加靈活,也可以將ACU看成一個異構系統架構的SoC。
軟件定義汽車毫無疑問是當前汽車E/E架構的主要發展方向,英特爾在汽車市場上實際上已經有多次嘗試,包括過去在傳統燃油車上的座艙系統,以及智能駕駛領域收購Mobileye等,但整體而言并不算成功。尤其是在智能座艙的市場上,盡管有先發優勢,特斯拉早期也大規模使用了英特爾Atom系列芯片,很快在整個智能座艙行業的高速發展階段,高通、AMD反而快速占領了市場。
但英特爾在2025年的節點,入局汽車“MCU”市場,還有機會嗎?
ACU,未來汽車MCU的方向?
英特爾這次推出的這款汽車芯片型號為ACU U310,官方介紹,這是為了支持英特爾軟件定義汽車的整車平臺而推出的產品,專為電動汽車動力系統和區域控制器應用而設計。
ACU U310是一種新型處理單元,支持將多個實時、安全關鍵和網絡安全功能、應用和多個域整合到一個芯片中。傳統MCU由于是基于時間和順序處理,難以處理多個工作負載,相比之下英特爾的ACU芯片集成了一個靈活的邏輯區域即FLU,專門為實時控制的任務設計,當多個MCU工作負載整合到一個區域控制MCU時,也可以提供可靠性能,不受干擾和確定性的數據傳輸。CPU和FLU的配合,能夠實現更大程度的工作負載整合,降低成本并增加安全性和性能。
在電動汽車動力系統,比如逆變器等應用上,ACU U310的主要優勢是支持更先進的算法方案,通過算法的改進可以有效降低車輛的能耗,比如自動根據個人駕駛風格和路況來調整電壓和控制頻率。
據英特爾介紹,ACU能夠降低逆變器系統每千瓦的成本,并提高能效,令車輛可以回收高達40%的動力傳動系統能量損失,在WLTP續航測試標準中帶來3%至5%的效率提升。總而言之就是采用ACU可以降低每輛車的BOM成本、電動機尺寸和電池成本。
因此,作為軟件定義汽車的重要一部分,英特爾認為汽車行業是時候要從傳統的MCU轉向ACU了。
ACU U310,源自去年收購的Silicon Mobility
雖然英特爾沒有詳細介紹ACU U310的硬件規格,不過我們從Silicon Mobility官網找到了這款產品。去年年初,英特爾為了推動汽車戰略,收購了一家名為Silicon Mobility的芯片公司,這家公司主要專注于電動汽車能源管理SoC設計和相關的軟件解決方案,目前公司官網也有橫幅提示公司目前是英特爾汽車業務的一部分。
Silicon Mobility此前就創造了一種新的芯片品類FPCU(現場可編程控制單元),類似于FPGA和MCU的結合。ACU的概念同樣是這家公司此前就已經提出的,官網上顯示,ACU U310已經是第二代的ACU產品,一個AUC U310可以相當于4個實時32位MCU加上1個FPGA所提供的能力。
圖源:Silicon Mobility
ACU U310采用3個Cortex-R52@350MHz核心,提供2196DMIPS算力;集成一個名為AXEC2.0(高級執行和事件控制)的數學計算模塊,其中包括2個FLU@175MH核心,提供400GOPS+9.1GMAC的計算能力;另外還有一個HISIL(安全完整性代理)模塊,貌似包含兩個鎖步R52核,負責以納秒計的響應速度進行監控和應對故障,滿足ASIL-D功能安全等級。不過關于這些模塊的信息還不多,官網上表示即將有相關博客發布。
英特爾表示,目前Stellantis Motorsports和Karma兩家汽車公司已經宣布使用英特爾ACU。Stellantis Motorsports作為Stellantis的賽車運動部門,他們表示將與英特爾合作開發下一代電動方程式(Formula E)賽車上的逆變器控制系統,并將在DS E-TENSE FE25和瑪莎拉蒂 TIPO FOLGORE兩款賽車上搭載。
英特爾的“整車平臺”策略
在去年的CES上,英特爾就已經展示出對汽車市場的強烈興趣,希望將AI戰略拓展至汽車市場上。在去年英特爾推出了新一代的汽車SoC產品Malibou Lake,面向智能座艙應用,這算是延續多年前車規級Atom系列芯片的產品線。
而今年CES上,英特爾推出了多款產品和解決方案,包括高性能計算、獨立GPU顯卡、AI、動力系統電源管理和區域控制器解決方案,并與亞馬遜云共同開發了汽車虛擬開發環境VDE。總而言之,英特爾目前能夠提供整車平臺,圍繞軟件定義汽車來打造一系列產品。
除了前面提到的ACU之外,英特爾還基于第一代AI增強軟件定義汽車SoC,推出第二代arc B系列車載顯卡,并預計在2025年底投入生產。據稱這個車載顯卡方案可以為更高級的車載AI負載、下一代的HMI(人機界面)引擎、沉浸式車載體驗和3A PC游戲提供所需的高性能計算。
英特爾也希望借助車載的智能座艙SoC、顯卡以及ACU等,構成在汽車領域的一套AI生態系統,并實現更豐富的擴展能力。
針對軟件定義汽車,在軟件開發方面,英特爾也與亞馬遜云合作,在亞馬云服務器上構建并推出了英特爾的汽車虛擬開發環境。這個產品解決了車輛開發過程中生命周期的挑戰,讓工程師可以在虛擬和物理硬件之間無縫切換。
英特爾基于Xeon CPU的亞馬遜服務器,首次將SDV SoC集成到亞馬遜云環境中,令工程師無需實體的ECU模擬器或開發板,即可在云端實現開發和配置,縮短產品開發周期、降低開發成本。
小結:
圍繞軟件定義汽車的未來,英特爾對汽車業務的重視程度可以說是史無前例。不過在逆變器領域,當前ST、英飛凌、NXP等的MCU產品都已經相當成熟,并且產品路線同樣是往軟件定義汽車的方向靠攏。英特爾ACU能否從傳統汽車芯片巨頭手中搶下市場,關鍵在于能不能從汽車電子架構快速變革的過程中,通過系統生態的構建,將汽車芯片定義權把握在自己手中。
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