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  通用開發(fā)平臺

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

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

  上層軟件兼容性

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

  車用計算機VC4框圖

  VC4基于完整的瑞薩芯片組。核心是R-Car S4具有8個Cortex® A55內(nèi)核、1個Cortex® R52內(nèi)核、2個RH850 G4MH，提供高達(dá)27K DMIPS應(yīng)用程序性能以及高于5.3K DMIPS鎖步實時性能。它包含一個8MB SRAM存儲，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、16x CAN FD、8x LIN、4x SENT、1x FlexRay、2x PCIe V4.0，可實現(xiàn)車內(nèi)的廣泛連接。與強大的瑞薩PMIC組件RAA271041和RAA271005一起提供先進(jìn)的電源控制，以支持始終開啟、循環(huán)運行和掛起至RAM模式的極低功耗操作。當(dāng)電池電壓在啟動瞬態(tài)下降低至2.5V期間，RAA271041器件支持降壓級。RAA271005具有一個集成的12位SAR ADC，用于監(jiān)控外部信號。最后，高精度計時設(shè)備RC21012和5P35023將為所有設(shè)備提供精準(zhǔn)的時鐘。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評估新E/E架構(gòu)的理想平臺。

  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

  片上實時時鐘

  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)，像這款車用計算機VC4這樣的復(fù)雜設(shè)計是一個積極的案例，可以讓所需的硬件以及軟件解決方案以可承受的時間投入市場。

  VC4由1000多個半導(dǎo)體零件和分立元件組成，如今在市場供應(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。對于VC4的開發(fā)，我們有幾個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。對于這種高速通信，需要Epson提供的非常精確的計時設(shè)備。他們有一個用于汽車應(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開發(fā)了10BASE-T1S技術(shù)來滿足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)接口需要一個共模扼流圈(CMC)用于信號耦合，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。啟動閃存由Macronix提供。OctaBus? Flash MX25UW51245G具有高讀取訪問性能，可實現(xiàn)快速啟動。MX25UW51245G獨特的Read-While-Write功能有助于簡化固件更新操作。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)量軟件開發(fā)也很重要。我們與Elektrobit一起開發(fā)了一個軟件框架，允許在Autosar工作流程中使用嵌入式以太網(wǎng)交換機。借助在EB Tresos Studio中進(jìn)行的擴展，對瑞薩電子提供的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，并在沒有任何CPU交互的情況下實現(xiàn)低延遲路由。通過這些擴展，強大的以太網(wǎng)功能在操作中變得簡單且用戶友好。