Multi-Core-Mikrocontroller für den Automotive-Bereich von STMicroelectronics

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STMicroelectronics bringt eine neue Mikrocontroller-Familie: Stellar. Die Stellar-MCUs sollen die kommende Generation von Fahrzeugarchitekturen, die sich auf Domain Controller für Bereiche wie Antriebsstrang, Chassis und Fahrassistenzsysteme stützen, unterstützen. Diese Domain Controller erlauben laut ST die Umstellung auf software- und datenorientierte Architekturen, indem sie für die Zusammenführung von Daten aus den angeschlossenen Sensoren sorgen und gleichzeitig sowohl die Komplexität der Kabelbäume als auch das Gewicht der elektronischen Komponenten reduzieren.



Die Stellar-Familie kombiniert chipintegrierte Phasenwechselspeicher (Phase Change Memory, PCM) und mehrere Arm Cortex-R52-Cores. Sie kann mit Frequenzen bis 600 MHz arbeiten und mehr als 40 MByte PCM bereitstellen. Gleichzeitig soll der Stromverbrauch selbst unter rauen Einsatzbedingungen mit hohen Temperaturen minimiert werden.

 

Anwendungsgebiete für Stellar-Mikrocontroller sind Steuerungen für Hybrid-Antriebsstränge, die Elektrifizierung von Fahrzeugsystemen mit Bord-Ladegeräten, Batteriemanagement-Systeme und Gleichspannungswandler, aber auch Smart Gateways, Fahrassistenzsysteme und elektronische Stabilitätsregelungen für Fahrzeuge. Die ersten Stellar-MCUs mit sechs Arm Cortex-R52-Cores mit 400 MHz Taktfrequenz, 16 MByte PCM und 8MByte RAM im BGA516-Gehäuse werden aktuell von ST bemustert. Die Stellar-Bausteine erfüllen die Safety-Qualifikation der Automobilindustrie gemäß ISO 26262 ASIL D, indem die Cortex-R52-Cores durch Lockstep-Fähigkeiten ergänzt werden. Um die funktionale Sicherheit und Zuverlässigkeit zu steigern, sind die Stellar-MCUs außerdem mit einem Hypervisor ausgestattet, der für die Software-Separierung und den Speicherschutz sorgt.

 

Um die Multicore-Cortex-R52-Performance zu steigern, enthalten die Stellar-MCUs zusätzlich drei Arm Cortex-M4-Cores mit einer Gleitkommaeinheit und DSP-Ergänzungen, um eine applikationsspezifische Beschleunigung zu erzielen. Die Stellar-Familie nutzt überdies den eingebetteten Phasenwechselspeicher von ST, der die Automotive-Spezifikation AEC-Q100 Grade 0 erfüllt. Der PCM-Speicher mit einer Kapazität von 16 MByte bietet Datenerhalt bis 165 °C und unterstützt Software-Over-The-Air für das Management mehrerer Firmware-Images. Die eMMC- und HyperBus-Schnittstellen ermöglichen außerdem die Verwendung von zusätzlichem externem Speicher.

 

Die Stellar-MCUs verfügen über ein Hardware Security Module (HSM) mit EVITA FULL-Support. Die Kombination der HSMs mit dem Multi-Bus Routing über die von der Stellar-Familie gebotene Palette von Automotive-Schnittstellen (z. B. Ethernet, CAN-FD und LIN) bietet eine Lösung für die zunehmenden Forderungen nach Security und Konnektivität in den zeitsensiblen Bordnetzwerken von Fahrzeugen.

 

Die Stellar-Familie wird von ST-Partnern unterstützt, die bereits Mitglied des ST Partner Program sind oder die Mitgliedschaft beantragt haben. Von diesen Partnern gibt es Entwicklungs-Tools (Arm, Green Hills, HighTec, Wind River), Debugging-Werkzeuge (iSYSTEM, Lauterbach, PLS) und Software (Elektrobit, ETAS, Vector).

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