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  通用開(kāi)發(fā)平臺(tái)

  該通信網(wǎng)關(guān)ECU被視為汽車用戶的通用開(kāi)發(fā)平臺(tái)。這種類型的平臺(tái)通常需要由多個(gè)Arm® CPU的集群來(lái)提供應(yīng)用程序性能。

  除此以外，該ECU還需要實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)32位微控制器的實(shí)時(shí)性能，來(lái)承載典型的汽車通信接口和高達(dá)ASIL D的安全性能。在過(guò)去，這需要在PCB板上混合多個(gè)芯片?，F(xiàn)在使用R-Car S4，由一個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)一切成為可能。這可以大大降低成本，并通過(guò)新的集成功能來(lái)提高處理性能。

  上層軟件兼容性

  R-Car S4解決方案使得開(kāi)發(fā)人員可以重復(fù)使用現(xiàn)有R-Car Gen3 SoC和RH850 MCU項(xiàng)目中超過(guò)80%的軟件代碼。支持的軟件包包括各種驅(qū)動(dòng)程序和基礎(chǔ)軟件，例如Linux BSP或Hypervisor。

  車用計(jì)算機(jī)VC4框圖

  VC4基于完整的瑞薩芯片組。核心是R-Car S4具有8個(gè)Cortex® A55內(nèi)核、1個(gè)Cortex® R52內(nèi)核、2個(gè)RH850 G4MH，提供高達(dá)27K DMIPS應(yīng)用程序性能以及高于5.3K DMIPS鎖步實(shí)時(shí)性能。它包含一個(gè)8MB SRAM存儲(chǔ)，可在G4MH內(nèi)核上以低延遲執(zhí)行代碼。擁有豐富的汽車接口選擇，包括集成的3端口以太網(wǎng)交換機(jī)、16x CAN FD、8x LIN、4x SENT、1x FlexRay、2x PCIe V4.0，可實(shí)現(xiàn)車內(nèi)的廣泛連接。與強(qiáng)大的瑞薩PMIC組件RAA271041和RAA271005一起提供先進(jìn)的電源控制，以支持始終開(kāi)啟、循環(huán)運(yùn)行和掛起至RAM模式的極低功耗操作。當(dāng)電池電壓在啟動(dòng)瞬態(tài)下降低至2.5V期間，RAA271041器件支持降壓級(jí)。RAA271005具有一個(gè)集成的12位SAR ADC，用于監(jiān)控外部信號(hào)。最后，高精度計(jì)時(shí)設(shè)備RC21012和5P35023將為所有設(shè)備提供精準(zhǔn)的時(shí)鐘。它是在網(wǎng)關(guān)、汽車服務(wù)器或區(qū)域控制應(yīng)用程序中使用R-Car S4評(píng)估新E/E架構(gòu)的理想平臺(tái)。

  性能

  主要特征

  基于R-Car S4 SoC的網(wǎng)關(guān)解決方案

  符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的組件(定時(shí)芯片和電源管理芯片)

  高耐用性金屬外殼

  溫度范圍-40°C至85°C

  輸入電壓范圍2.5V至40V

  喚醒支持

  片上實(shí)時(shí)時(shí)鐘

  Vehicle Computer VC4

  接口

  100BASE-T1

  1000BASE-T1

  1000BASE-RH

  2.5GBASE-T1

  CAN/CAN FD

  FlexRay

  LIN

  SENT

  PCIe

  模擬輸入

  R-Car ecosystem合作伙伴網(wǎng)絡(luò)，像這款車用計(jì)算機(jī)VC4這樣的復(fù)雜設(shè)計(jì)是一個(gè)積極的案例，可以讓所需的硬件以及軟件解決方案以可承受的時(shí)間投入市場(chǎng)。

  VC4由1000多個(gè)半導(dǎo)體零件和分立元件組成，如今在市場(chǎng)供應(yīng)有限的情況下，擁有如此良好的合作伙伴網(wǎng)絡(luò)是有益的。對(duì)于VC4的開(kāi)發(fā)，我們有幾個(gè)合作伙伴為我們提供技術(shù)和部件支持。Marvell在高速以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)端口1000BASE-T1和2500BASE-T1上為我們提供了支持。88Q4364 PHY是一種收發(fā)器，它實(shí)現(xiàn)了IEEE 802.3ch標(biāo)準(zhǔn)定義的2.5G/5G/10GBASE-T1的以太網(wǎng)物理層部分。對(duì)于這種高速通信，需要Epson提供的非常精確的計(jì)時(shí)設(shè)備。他們有一個(gè)用于汽車應(yīng)用的晶體單元。

  借助VC4，我們還首次將光學(xué)以太網(wǎng)接口集成到汽車評(píng)估板中。KDPOF與我們共享了他們根據(jù)IEEE 802.3bv的1000BASE-RH收發(fā)器，它也涵蓋了我們正在研究的溫度范圍。光纖收發(fā)器需要一個(gè)特殊的接頭將光纖連接到收發(fā)器的發(fā)光二極管，這是由MD-Elektronik提供的。

  除了新的高速接口，我們還引入了新的低速技術(shù)。IEEE開(kāi)發(fā)了10BASE-T1S技術(shù)來(lái)滿足100Mbps以下的速度需求。Microchip提供帶有SPI接口的特殊10BASE-T1S收發(fā)器，可輕松連接到R-Car S4。該以太網(wǎng)接口需要一個(gè)共模扼流圈(CMC)用于信號(hào)耦合，由TDK提供。

  Rosenberger的H-MTD連接器提供了所有以太網(wǎng)連接器，特別是用于汽車，需要與主鎖和輔助鎖的可靠連接。啟動(dòng)閃存由Macronix提供。OctaBus? Flash MX25UW51245G具有高讀取訪問(wèn)性能，可實(shí)現(xiàn)快速啟動(dòng)。MX25UW51245G獨(dú)特的Read-While-Write功能有助于簡(jiǎn)化固件更新操作。Linux操作系統(tǒng)預(yù)置在合作伙伴Western Digital提供的高性能UFS V3.1內(nèi)存上。

  利用這一全面的合作伙伴組合，我們能夠開(kāi)發(fā)和批量生產(chǎn)VC4。然而，與硬件組件一樣，擁有潛在合作伙伴以進(jìn)行高質(zhì)量軟件開(kāi)發(fā)也很重要。我們與Elektrobit一起開(kāi)發(fā)了一個(gè)軟件框架，允許在Autosar工作流程中使用嵌入式以太網(wǎng)交換機(jī)。借助在EB Tresos Studio中進(jìn)行的擴(kuò)展，對(duì)瑞薩電子提供的BSW和MCAL的適配，客戶可以配置以太網(wǎng)IP路由規(guī)則。這些規(guī)則由硬件中的RSWITCH2 IP處理，并在沒(méi)有任何CPU交互的情況下實(shí)現(xiàn)低延遲路由。通過(guò)這些擴(kuò)展，強(qiáng)大的以太網(wǎng)功能在操作中變得簡(jiǎn)單且用戶友好。