隨著我國汽車產量突飛猛進的增長，尤其是轎車產量占汽車總產量的比例大幅提高，我國汽車微控制器（MCU）市場也在持續增長，汽車發動機控制、音響設備、安全氣囊和傳輸管理系統等諸多領域都需要MCU，汽車已經成為MCU重要的應用市場之一。

　　以豐富的產品線搶占汽車MCU市場

　　故此眾多半導體廠商非常注重汽車MCU市場，意法半導體（ST）也不例外。汽車MCU涉及汽車應用的諸多領域，由于不同應用對MCU的需求各不相同，ST有多個不同系列的MCU產品可滿足不同的應用需求。

　　例如，8位的STM8A系列被大量用于音響控制、車身控制等領域，16位的ST10系列被大量用于發動機控制領域，在中國目前的汽車發動機控制的MCU用量中占有約1/3的市場份額。

　　眾所周知，32位的MCU是當今市場的發展方向。ST基于PowerPC架構的SPC56系列32位MCU自2011量產以來，已經被大量應用于汽車發動機控制、車身控制、安全氣囊和動力傳輸管理系統等諸多領域。

　　“也有一些汽車應用領域則會采用專用的處理器。例如，ST的EyeQ系列處理器被用于先進駕駛輔助系統（ADAS），采用該芯片的Mobileye公司應經成為全球視覺高級駕駛輔助系統市場上的領導企業。”Edoardo Merli表示。

　　汽車嵌入式系統應用千變萬化，未來MCU的發展也同樣需要針對多樣化的需求提供多樣化的MCU，以更好的性價比以及對產品進行優化來更好的滿足車用需求。以ST的32位SPC56系列MCU為例，同樣基于PowerPC架構的MCU又可以分出7個不同的產品線。目前SPC56系列已經量產的產品型號有100多個。

　　意法半導體大中華及南亞區汽車產品部市場應用總監Edoardo Merli

　　應對汽車用MCU更加苛刻的要求

　　因為MCU在汽車領域的控制功能和應用領域越來越多，對于汽車的安全性和可靠性的影響越來越大，所以相比其他領域對MCU應用的要求，汽車控制系統中對MCU的要求更加苛刻。Edoardo Merli指出，這主要體現在汽車控制系統對MCU及其軟件系統提出了更高的要求。具體體現在以下幾個方面：

　　1.在MCU產品方面，不僅要求有車規的質量標準，而且也一直重視全面的測試驗證以及產品大批量的生產驗證，這使得汽車級MCU的供應商有較高的進入門檻。

　　2、在MCU發展路線上，除了要有更好的性價比、提高運行效率（高頻，多核）、降低功耗等考慮之外，必須結合MCU在汽車應用領域的發展需求，從設計方面要考慮功能安全（ISO26262）、安全加密以及新的接口標準等。

　　3、在MCU軟件上，開發環境的通用性以及軟件模塊的可復用性是基本要求，獲得第三方支持的更高標準（如AutoSAR）的軟件模塊及工具也是考量的因素。

　　苛刻要求多了，必然促使技術不斷創新。Edoardo Merli透露，ST基于以上要求，在目前已經量產的SPC56系列90nm產品基礎上，又開發了55nm的SPC57系列于2012年提供客戶樣品，2015年進入量產。于此同時，基于40nm工藝的SPC58也已經進入樣品階段。

　　如何使MCU高性能和低功耗可兼得

　　Edoardo Merli指出，選擇正確的技術、系統架構（軟硬件）和正確的設計方法可以降低功耗。為使計算/處理能力和低功耗之間達到很好的平衡，讓高處理性能和低功耗可兼得，在MCU設計過程中可以從以下幾方面入手。

　　1、通過使用高性能且低功耗的高能效模塊取得高處理性能。

　　2、MCU架構使用大量時鐘門控邏輯，當邏輯單元沒有處理任何數據時，關閉時鐘，消除動態功耗。

　　3、把產品分成不同的時鐘域，使其能夠在低頻下工作，閑置時能夠關閉時鐘。

　　4、將產品分成不同的電源域，閑置時可以用軟件關閉電源域。

　　消除MCU對車聯網安全的潛在影響

　　近年來不管是傳統汽車業還是互聯網巨頭，都在向車聯網躍進。而汽車安全無疑是橫亙在汽車更智能化道路上的障礙。MCU作為汽車電子系統內部運算和處理的核心，因為車聯網汽車來自外部的接入信號可能會侵入汽車控制系統，這對汽車安全性具有潛在影響。

　　Edoardo Merli指出，為保證車聯網汽車的安全性以及客戶的IP不被侵入，通常有兩種解決方案：硬件安全模塊（HSM）和加密安全模塊（CSM）。據Edoardo Merli介紹，ST現有的Bolero 3M （SPC564B）汽車MCU具備Ethernet借口，也設計了符合安全擴展（SHE）功能規范版本1.1的加密安全模塊（CSM）。同時ST的新一代Chorus汽車MCU系列則除了有采用加密安全模塊（CSM）之外，大部分采用符合EVITA中級標準的硬件安全模塊（HSM）。

　　Edoardo Merli進一步強調，從架構定義開始，經過設計實現和芯片制造，一直到客戶訂制，我們的產品安全解決方案貫穿產品研發的整個過程。每一款產品下線時都分配一個唯一用戶ID碼，某些一次性編程邏輯器件有保存密鑰。存儲器的某些存儲單元具有安全保護機制，防止來自芯片內外的非法訪存操作。用戶還可以使用OTP將調試接口禁用，防止非法讀取或篡改存儲器。當安裝在汽車上時，任何人不能讀取或修改存儲器內的信息數據，以進一步保護數據安全。

　　MCU布局的兩個策略，更廣闊的應用領域

　　中國汽車市場是全球規模最大同時能夠多年保持增長的汽車市場，同時中國市場也是ST的一個重點。ST 汽車MCU在中國的快速增長離不開客戶在本地的研發合作。Edoardo Merli指出，我們會進一步強化同客戶合作MCU系統開發中的技術支持，利用ST在汽車應用領域廣泛而極具競爭力的產品，為客戶提供全套的IC解決方案。在汽車MCU的市場上，ST依然會沿著兩個適用于不同策略的方向進行布局：針對關鍵客戶的深入而全面的研發合作，和針對大眾市場客戶引入伙伴關系開展平臺化方案的廣泛支持。

　　Edoardo Merli最后表示，由于汽車級的MCU產品從設計到生產所體現的品質和安全性高于一般的工業類MCU，因此，汽車應用以外的領域（如電梯控制，發電機等）也開始采用。另外，值得注意的是ST汽車級的SPC56系列MCU通過更為嚴格的品質控制和測試標準，用于航空及防務應用的RobuST產品系列，目前也已經量產。
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