Infineon Technologies stellte die Familie von 32-Bit-Multicore-Mikrocontrollern für Automobilanwendungen vor, die auf Anforderungen des Antriebsstrangs und für funktionale Sicherheits-Anwendungen zugeschnitten sind. Die Architektur der Familie Aurix enthält bis zu drei unabhängig voneinander arbeitende 32-Bit TriCore-Prozessorkerne. Mit Echtzeitfähigkeit und den Safety- und Security-Features bildet die Familie eine Plattform für Automobilanwendungen: Motorsteuergeräte, Getriebesteuerungen und Steuerungen von Elektro- und Hybridfahrzeugen gehören ebenso dazu wie Fahrwerksysteme, Bremssysteme, elektrische Servolenkungen, Airbags und Fahrerassistenzsysteme.
Die Architektur ermöglicht eine Reduzierung des Entwicklungsaufwands von Safety-Systemen gemäß dem Sicherheits-Level ASIL-D (Automotive Safety Integrity Level). Verglichen mit klassischen Lockstep-Architekturen lässt sich der Entwicklungsaufwand für Safety-Systeme laut Anbieter um 30 Prozent senken. Dank der Leistungsverdoppelung kann auf einem Steuergerät mehr Funktionalität integriert werden und es stehen noch Ressourcen für zukünftige Anforderungen zur Verfügung. Für einen besseren Schutz vor Diebstahl und Manipulation verfügen die Bausteine über ein eingebautes Hardware Security Module (HSM).
Funktionale Sicherheit
Die Aurix-Multicore-Architektur wurde auf Basis eines auditierten ISO26262-konformen Prozesses entwickelt und ist so konzipiert, dass sich ASIL D für Steuergeräte mit Funktionalen Sicherheitsanforderungen auf effiziente Weise umsetzen lässt. Die Multicore-Architektur verwendet bis zu zwei TriCore-CPUs in diverser Lockstep-Architektur, kombiniert mit Sicherheitstechniken wie sicheren internen Kommunikationsbussen und einem verteilten Speicherschutzsystem.
Kapselungstechniken gestatten die Integration von Software aus verschiedenen Anwendungsbereichen mit unterschiedlichen ASIL-Einstufungen, so dass gleichzeitig mehrere Anwendungen und Betriebssysteme auf der Aurix-Plattform ablaufen können.
Echtzeit-Leistungsfähigkeit
Die Multicore-Architektur bietet Echtzeit-Leistungsfähigkeit. Drei parallel arbeitende, mit bis zu 300MHz getaktete TriCore-CPUs wurden zu diesem Zweck mit einem Generic Timer Module (GTM) kombiniert. Im Vergleich zum TC1798 in 90-nm-Technologie bringt es der Aurix-Mikrocontroller nach Angaben von Infineon auf bis zu 100 Prozent zusätzliche Verarbeitungsleistung.
Dieser Performance-Schub wird mit einer Leistungsaufnahme erzielt, die auf dem Niveau der aktuellen Mikrocontroller-Familie AUDO MAX von Infineon liegt.
Manipulationsschutz
Im Vorgriff auf kommende erhöhte Anforderungen an Manipulationsschutz hat Infineon in die Familie ein Hardware Security Module (HSM) integriert. Dabei wird die neueste hardwarebasierte Verschlüsselungstechnologie genutzt, die von Infineons Division Chip Card & Security entwickelt wurde. Diese „integrierte Chipkarte“ ermöglicht eine Verbesserung von IP-Manipulations- und Diebstahlschutz bei Automobil-Steuergeräten.
Skalierbarkeit
Zur Aurix-Familie gehört eine Baustein-Palette vom Low-End- bis zum High-End-Segment, so dass die Design-Flexibilität langfristig gesichert ist. Das Portfolio umfasst 300-MHz-Triple-Core-Bausteine mit 8MByte embedded Flash (eFlash), 200-MHz-Triple-Core-Bausteine mit 4MB eFlash, 200-MHz-Dual-Core-Bausteine mit 2,5MB eFlash sowie mit 130MHz und 80MHz getaktete Single-Core-Versionen und Single-Core-Lockstep-Versionen mit 1,5MB, 1MB und 0,5MB eFlash.
Zu den Gehäuseoptionen zählen ein BGA-516-Gehäuse, ein ball-kompatibles BGA-292-Gehäuse (I/O-Subset) sowie die kompatiblen Gehäuse LQFP-176, LQFP-144, LQFP-100 und LQFP-64.
Alle Produkte der Aurix-Familie werden in 65-nm-Embedded-Flash-Technologie hergestellt, die für maximale Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Automotive-Umgebungsbedingungen ausgelegt ist. Um die langfristige Liefersicherheit mit höchster Qualität zu gewährleisten, werden die Bausteine an zwei unterschiedlichen Produktionsstandorten, aber mit identischen, zertifizierten Prozessen und Tooling hergestellt.
Tools und Support
Die Tool-Partner von Infineon haben eine Palette an Tools im Angebot. Diese sind an die Aurix-Familie angepasst. Zur Toolchain gehören optimierende C/C++-Cross-Compiler und Debugger, die Debugging und Tracing ermöglichen. Darüber hinaus bieten spezielle Mess-, Kalibrier- und Diagnose-Tools Funktionalität zur Entwicklung von elektronischen Steuergeräten für den Antriebsstrang. Sämtliche mit der Entwicklung von Multicore-Software verbundenen kritischen Aspekte (z.B. Korrektheit, Performance und Skalierbarkeit) werden mit erweiterten Compiler-Versionen etablierten Timing- und Scheduling-Analysetools adressiert.
Simulationspakete mit hohem Funktionsumfang ermöglichen die modellbasierte Entwicklung von Kunden-Schaltungen rund um Aurix-Bausteine und lassen sich an Modellierumgebungen wie z.B. Matlab Simulink anbinden.
Kostenlos angeboten wird die TriCore Entry Tool Chain. Diese besteht aus einem voll funktionsfähigen GNU C-Compiler mit Debugger sowie einer Eclipse-basierten Entwicklungsumgebung. Sie steht zum Download zur Verfügung. Infineon stellt AUTOSAR MCAL Treiber auf der Basis des AUTOSAR Standards v4 und v3.2 zur Verfügung. Die AUTOSAR-Treiber sind eine Weiterentwicklung der bei Infineon seit 2005 entwickelten Technologie.
Der Softwareentwicklungsprozess von Infineon ist gemäß CMM Level 3 zertifiziert und ist die Grundlage für optimierte und qualifizierte Software-Releases. Die Implementierung einer ASPICE-Zertifizierung ist bereits in Vorbereitung.
Verfügbarkeit
Erste Entwicklungsmuster des Leittyps der Aurix-Familie wurden bereits an Schlüsselkunden ausgeliefert, ein 200-MHz-Triple-Core-Baustein mit 4MB eFlash im LQFP-176-Gehäuse (TC275T) und im BGA-292-Gehäuse (TC277T). Die breite Bemusterung beginnt im ersten Halbjahr 2013, die Qualifikation des ersten Produkts ist für das zweite Halbjahr 2013 geplant.
