車載服務(wù)器-通信網(wǎng)關(guān)專用產(chǎn)品R-Car S4（圖1）。

Fig 1： R-Car S4-8 block diagram

該器件的開發(fā)初衷是因?yàn)槲覀兞私馄噷Ｓ?a target="_blank">半導(dǎo)體是如何提高現(xiàn)代面向軟件、支持區(qū)和域ECU（電子控制單元）的E/E架構(gòu)性能（圖2）。

Fig 2： E/E architecture with Car Server， Zone/Domain ECU

中央服務(wù)器/通信網(wǎng)關(guān)讓傳統(tǒng)汽車變成擁有四個(gè)輪子的智能手機(jī)，其中一個(gè)關(guān)鍵功能是空中軟件升級(jí)。汽車制造商可以銷售新應(yīng)用程序、附加汽車功能以及整個(gè)汽車生命周期內(nèi)更新軟件——一種蘊(yùn)含巨大機(jī)遇和威脅的新商業(yè)模式。

在傳統(tǒng)量產(chǎn)汽車制造商的大規(guī)模生產(chǎn)中，瑞薩電子是第一家進(jìn)入這個(gè)不斷增長(zhǎng)的汽車服務(wù)器/通信網(wǎng)關(guān)市場(chǎng)的SoC供應(yīng)商。客戶選擇我們的R-Car Gen3 SoC系列應(yīng)用于這個(gè)領(lǐng)域。這些SoC專為汽車儀表/車載信息娛樂(lè)系統(tǒng)/駕駛座艙應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，但其集成計(jì)算和通信能力也能夠滿足這些應(yīng)用需求。

R-Car S4邏輯承接于R-Car Gen3 SoC，集成了定制的汽車服務(wù)器/通信網(wǎng)關(guān)功能，并融合了R-Car Gen3 SoC和RH850/U2x MCU的最佳DNA（圖3）。

Fig 3： R-Car S4 concept and key features

R-Car S4與定制化PMIC、初段穩(wěn)壓器和時(shí)鐘芯片一起作為完整的系統(tǒng)解決方案，滿足ASIL-D級(jí)的功能安全要求（FuSa）和優(yōu)化系統(tǒng)功耗（圖4）。

Fig 4： Car Server dedicated Renesas chipset solution

這種新的基于區(qū)和域架構(gòu)的R-Car S4能讓我們的客戶通過(guò)更少的料單降低系統(tǒng)成本的同時(shí)，提高計(jì)算性能和降低功耗。特別是我們現(xiàn)有的R-Car Gen3和RH850客戶群會(huì)得益于大量的IP復(fù)用，使得軟件復(fù)用率高達(dá)88%（圖5）。

Fig 5： Software re-use with R-Car S4

如果使用我們的R-Car S4，它將會(huì)大大縮短汽車制造商、Tier1和第三方軟件公司的開發(fā)時(shí)間并降低成本。對(duì)比于我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，軟件復(fù)用給我們的客戶在可持續(xù)性和更快上市方面帶來(lái)優(yōu)勢(shì)。這也使得我們的合作關(guān)系更加堅(jiān)實(shí)可靠，并幫助我們的客戶將工程資源放在真正的技術(shù)革新，而不是將軟件從舊的電子設(shè)計(jì)移植到新設(shè)計(jì)上。

R-Car S4是瑞薩電子第四代R-Car Gen4 SoC系列產(chǎn)品之一，采用臺(tái)積電12nm制程工藝，反映了我們?cè)诨赗-Car Gen3的客戶項(xiàng)目運(yùn)行早期階段就已經(jīng)收集了的客戶具體需求。除了出色的功能安全集成外，IP和CPU內(nèi)核的選擇始終以性能功耗比最優(yōu)作為目標(biāo)。整個(gè)R-Car SoC系列產(chǎn)品都以最高精度制造，每一個(gè)產(chǎn)品都證明了我們追求高品質(zhì)的設(shè)計(jì)初衷。

與R-Car S4相得益彰的是兩款定制的PMIC器件。RAA271041是一款具有ASIL-D功能安全要求的初段穩(wěn)壓器，與之相配的RAA271005是一款具有類似ASIL-D功能安全的多通道電源管理芯片，可提供完整的系統(tǒng)級(jí)電源解決方案。這對(duì)PMIC專門設(shè)計(jì)用于增強(qiáng)R-Car S4提供的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)。首先，這兩款PMIC器件都經(jīng)過(guò)優(yōu)化以提供高效率，使系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮R-Car S4的經(jīng)功耗優(yōu)化的計(jì)算性能優(yōu)勢(shì)。這兩款設(shè)備還能夠以極低的功耗運(yùn)行，以實(shí)現(xiàn)R-Car S4集成RH850/U2A所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，即快速啟動(dòng)、待機(jī)和省電模式。其次，RAA271041和RAA271005還包含與R-Car S4共同開發(fā)的功能安全，用以簡(jiǎn)化功能安全集成。這兩款PMIC根據(jù)ISO-26262標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)，除了滿足其自身設(shè)備的安全需求外，還包含促進(jìn)系統(tǒng)級(jí)安全的內(nèi)建自測(cè)試功能。最后，這兩款PMIC是支持R-Car Gen3系列的前幾代產(chǎn)品的后繼產(chǎn)品，有助于廣泛復(fù)用現(xiàn)有的開發(fā)資產(chǎn)，包括硬件和固件設(shè)計(jì)以及安全案例分析。

融合了R-Car S4、PMIC和時(shí)鐘IC的這兩個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)獲得量產(chǎn)汽車制造商的好評(píng)。未來(lái)幾年，使用R-Car Gen3和RH850/U2x MCU系列的新產(chǎn)品量產(chǎn)平臺(tái)也不斷推出，將進(jìn)一步擴(kuò)大瑞薩在汽車服務(wù)器/通信市場(chǎng)的領(lǐng)先地位，平臺(tái)的選擇取決于可擴(kuò)展性和低/中/高端ECU的需求（圖6）。

Fig 6： Scalable Line-up for Car Server/Communication Gateway

R-Car S4和PMIC已經(jīng)開始向我們的主要客戶發(fā)送樣品。您可以選擇多種評(píng)估板和入門套件，但需要及時(shí)預(yù)測(cè)和訂購(gòu)以實(shí)現(xiàn)最佳交貨時(shí)間。在將ECU或芯片放在桌面上之前，我們的客戶還可以使用第三方的虛擬軟件平臺(tái) （VPF） 進(jìn)行快速原型/POC設(shè)計(jì)，也可以訂購(gòu)“Vehicle Computer （VC2/VC3）”評(píng)估平臺(tái)–“易于啟動(dòng)”技術(shù)支持和合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)。

作者：Adam Korbel，Edward Kohler

審核編輯：郭婷