从ECU向DCU跨越，MPS创新方案如何助力汽车原厂赢得市场挑战？

(电子发烧友网报道 文/章鹰) 在整个汽车智能化浪潮下，汽车电子软件开发量增长惊人，目前先进的智能汽车的代码量达到了2亿行，已经超越了IT史上任何一件产品，预计未来L5自动驾驶软件代码量将突破10亿行。汽车电子软件爆炸式增长，对电子电气构架带来了巨大的挑战。

作为全球高性能模拟半导体领域的领导厂商之一，美国芯源系统股份有限公司（MPS）表示，BiCMOS / DMOS电源管理技术BCD Plus已经进入第六代生产阶段。此外，MPS 凭借敏锐的洞察力和丰厚的经验满足汽车客户的严格要求，如今已从电源产品扩展到精密模拟领域，在汽车应用方面亦是从IC拓展到整个应用领域。据悉，MPS在2019年汽车产品的销售总额占据整体销售额的11%以上，未来MPS有信心持续扩大汽车产品的竞争优势。

MPS全球汽车产品总监Allen Chan表示，ACES是未来汽车发展的主力方向，AECS中的A（Autonomous）为自动化，C （Connected）为互联化，Electrified代表电气化，S（Services）代表服务化。这些正在重塑全球汽车产业的整体格局，汽车行业广泛的共识是：一、电子化产品在汽车的总成中的比率不断提高，会超过50%，增长点主要是在电子方面。

 

二、每辆汽车半导体的用量会增加20倍；三、相比于传统动力汽车，电动汽车以及混合电动汽车在汽车销售市场的份额不断的增加，调研机构预计未来电动车及混合动力汽车的销售份额将占到20%。这对于MPS来说是巨大的市场增长机会。

汽车电子向高集成化方向发展，MPS做了两大战略部署

随着车辆的电子化程度逐渐提高，电子控制单元（ECU）占领了整个汽车。从防抱死制动系统、四轮驱动系统、电控自动变速器、主动悬架系统、安全气囊系统，逐渐延伸到了车身安全、网络、娱乐、传感控制系统等。根据Strategy Analytics统计数据显示，各级别汽车ECU数量都在逐年递增，尽管目前的汽车平均采用25个ECU，但一些高端车型却已突破百个。

在Allen Chan看来，分散的ECU会给汽车的设计带来很多问题。首先它们各自为阵，或者 需要有很强的中央来进行协调，此外增加了汽车走线的复杂性，增加了汽车的制造成本。域控制器（DCU）的出现打破了传统的思维方式，相比于聚焦特有功能，DCU的目标则瞄准于集成度、安全性和核心计算。直指ACES主题：

●通过无人驾驶或传感器融合 DCU 实现自动化 (Autonomous Driving)； 

●通过智能座舱 DCU可以实现车对车、车对其他一切的通信以及软件的无线升级，即互联化和服务化；

●动力系统 DCU 可以实现插电式混合动力系统到全电池电动汽车的电气化蜕变。

Allen Chan 对电子发烧友记者表示：“我们看到的趋势是客户不断地将ECU整合成DCU。从ECU过渡到以域为单位的DCU集成化架构，DCU的成熟度是非常关键。有三个方面的含义：1、DCU的设计中变化经发生，如果是传统的产品，更改一版PCB花费时间长，但是如果应用MPS的产品，比如MPQ88XX ，这些数字化的特征可以帮客户很快的解决问题，不用更改PCB，只需要更改内部设计，可能一个小时之内，新需求就可以被满足；2、MPS产品的功率密度高，解决方案面积小，当客户看到DCU设计当中涉及到大量元器件，解决方案占地小的优势体现出来，MPS可以帮助客户尽快完成DCU设计；3、鲁棒性（Robustness，系统的健壮性）， MPS产品在严苛环境下有非常好的耐受性。比如车载电源会有尖峰以及不同情况下在不同温度下的波动，客户在DCU设计时还要面临电磁兼容的问题，MPS已经具备已经形成的Application notes以及参考设计，帮助客户解决了这些问题。”

成功ACES四大特点：

通过对汽车行业长期观察和客户多次交流，MPS认为成功ACES有四大特点：

• 易扩展性。易扩展性对MPS和满足客户非常重要，现在大多数客户希望能够有一款产品能够在不同的平台上被应用，他们寻找一个值得信任的平台方案帮助他们解决供电方面的需求。
• 快速设计，验证以及配置，周期快。周期快是现在汽车厂商以及Tier One面临的挑战之一，作为上游的厂商，设计验证配置能够在短时间内完成，可以帮助客户在日新月异的竞争中更有优势。
• 安全可靠，无单点故障。
• 在严苛环境下的耐受性。

截止到目前，MPS深耕汽车电子产业已经超过8年，已经交付了超过7亿的车规产品。面对以上挑战，MPS为帮助汽车制造商实现其ACES目标，除了会考虑给定产品的 “杀手锏”功能， 还会统一产品开发路线和整体芯片生态系统，精心设计产品使其具备更高的安全性，可扩展性和可靠性。

MPQ88XX是一款高度集成的数字升降压变换器，它使用MPS第六代的BCD工艺技术，这项技术可以使IC的功率密度高达同类芯片的5倍，布板面积降低了约3/4，帮助客户节约将近一半的外部元器件，使整体客户的设计时间节约30%，

为了满足可扩展性这一个重要需求，MPS汽车解决方案目标定位聚焦整个系列而不是单个产品上。以MPQ4436为例，MPQ4436采用并联解决方案，客户可以采用1路输出，双路输出，3路输出，4路输出各种供电方式。比如说下图所示的是一个120W的设计，4片4436可以轻松帮客户实现所需的供电需求。

图：MPS自动驾驶DCU电源子系统设计框图

MPS采用“Power Subsystems”电源子系统设计，它由六种以上不同IC 组成，各个子系统间能和谐运行，一部分IC是基于MPS先进工艺技术的传统电源管理产品，旨在提供超高功率密度，另一部分IC则是集成时序控制或电压监控功能的模拟产品。MPS已经将汽车应用产品的范围从最擅长的DCDC电源管理产品拓展到精密模拟的领域。

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