车轮上的计算机：聚焦汽车集成电路的三大创新

如今道路上的大多数汽车要么是全/混合动力电动汽车（EV），要么是自动驾驶汽车（AV）。在这些车辆中，有近1400个IC，其中数百个专用于点火、发动机管理、无线电、信息娱乐和电池子系统。

本文将回顾一些汽车芯片公告，这些公告体现了当今汽车设计中技术的多样性。

 

瑞萨推出用于电动汽车的硅IGBT

直流-交流电源转换会给电动汽车带来沉重的电力损失。瑞萨公司正致力于改进直流-交流逆变器，以减少这些损失。8月下旬，该公司宣布了一种新的硅绝缘栅双极晶体管（Si-IIGBT）系列，与行业标准的非硅基IGBT相比，该系列可以将功率损耗降低10%。AE5 IGBT基于瑞萨公司的200毫米和300毫米晶圆技术，将于2023年初开始大规模生产。

 

AE5的一些关键电气功能。图片由瑞萨提供

 

IGBT是一种提供高载流能力和使用电压而非电流进行栅极控制的功率晶体管。电动汽车制造商坚持使用IGBT而不是任何其他晶体管，因为它们能够处理高电压和高电流，同时为逆变器电路提供必要的开关频率，以驱动小型到大型电机。

瑞萨的IGBT将以测试电压为750 V至1200 V的400–800 V逆变器为目标。与当前市场相比，AE5-IGBT的电流密度增加了10%，并将高温下的开关损耗降至最低。硅IGBT提高了整体功率效率，使电动汽车单次充电即可行驶更长的距离。

瑞萨还提供了一个参考设计解决方案，即xEV逆变器参考，该解决方案说明了如何将IGBT、微控制器、电源管理IC（PMIC）、栅极驱动器IC和快速恢复二极管（FRD）相结合。开发人员可以通过运行一个100千瓦的样本模型进行测试来模拟电机性能。

 

恩智浦智能钥匙盒的安全元件

随着汽车行业增加了更多基于无线或云的控制，原始设备制造商也必须优先考虑安全问题。考虑到这一点，恩智浦半导体发布了其首款汽车认证无钥匙智能钥匙，提供汽车访问、驾驶员授权、CCC数字钥匙和基于云的通信。

恩智浦的最新设备NCJ37x安全元件（SE）是一款带有密码加速器的微控制器，通过安全网络提供智能访问密钥卡或车到云通信。加密加速器允许车辆的子系统在硬件级别运行类似软件的功能，如数据加密。这些加速器携带高度敏感的数据，计算效率与标准CPU一样高。
 

NCJ37x微控制器。图像由恩智浦提供

 

NCJ37x具有无源近场通信（NFC）接口，当遥控钥匙电池耗尽时，该接口可作为备用电源。尽管NFC无法存储数据，但NCJ37x依靠16位RISC（精简指令集计算）CPU，可用内存高达400kB。NCJ37x可以与恩智浦的NCJ38x车侧SE连接，以实现强大的保护。

NCJ37x SE的一个独特功能是能够在一个遥控钥匙上存储多个数字钥匙，这类似于在一部智能手机上存储银行借记卡和信用卡。

 

莱迪思发布新型汽车FPGA

莱迪思半导体发布了一个新的FPGA系列CertusPro NX，以解决汽车设计中的整体功耗问题。该装置还可用于扩展工业应用中的温度范围。

CertusPro NX最多可容纳100K逻辑单元，提供7.3Mb嵌入式内存以及LPDDR4片上内存支持，这是所谓的行业首创。LPDDR4外部存储器可以维持可靠的显示处理、车内联网和摄像头处理。目前市场上的FPGA缺乏外部存储器，这使CertusPro NX具有优势。

 

莱迪思Nexus在FDSOI上与传统FPGA在大容量上的电路级比较。图片由莱迪思半导体提供

 

这个新系列建立在莱迪思的Nexus平台上，该平台提供了一个绝缘栅极层，有助于比标准FPGA多提供50%的功率。关于功耗，由于其带宽密集型设计，CertusPro NX的功耗比竞争对手的FPGA低4倍。

通过Nexus平台，CertusPro NX还受益于嵌入式大型RAM块，这些块可以处理常见的人工智能算法，如行驶里程估计和节能。

 

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你最近有没有使用过给你留下深刻印象的特定汽车IC？为什么它脱颖而出？在下面的评论中分享你的想法。