英飞凌MCU AURIX™ TC4x特性概览 2024年下半年逐步量产

      作为全球汽车半导体市场的领导者，英飞凌持续塑造未来移动的创新之路。

　　为扩展其领先的 AURIX™ 微控制器系列，英飞凌推出了用于电动交通、ADAS 、汽车 E/E 架构和经济型人工智能 （AI） 应用的新一代AURIX™ TC4x 系列28纳米微控制器 （MCU）。

　　AURIX™ TC4x 采用28nm半导体制程工艺，并引入 RRAM 非易失存储介质（NVM）。该制程工艺，英飞凌与台积电已经合作长达8年之久，将助力 TC4x 系列 MCU 实现高性价比，并为下一代 MCU 持续迭代升级铺平道路。

　　AURIX™ TC4x 根据汽车发展的趋势，重点拓展电动汽车、域控制器/区域控制器、智能（辅助）驾驶、雷达、动力底盘等应用场合。

　　第一批 AURIX™ TC4x 样品已用于主要客户的设计中。

　　第一批 AURIX™ TC4x 样品已用于主要客户的设计中，各个型号将从2024年下半年逐步量产。

　　英飞凌AURIX™发展历程

　　TriCore™ 内核架构自从1999年诞生，先后经历了4代单核版本的单片机，AURIX™ 是基于 TriCore™ 内核的多核架构单片机。

　　

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　　2014年推出的第一代 AURIX™ TC2x 集成了多达三个 TriCore™ 内核。

　　TC2x 系列单片机内部集成了安全管理单元 SMU ，对单片机内部的各个模块进行安全管理，电源供电 PMIC 芯片 TLF35584 除了完成电源供电，还可以和单片机交互，搭配 SafeTlib™ 软件可以实现自检并监控单片机运行是否正常，出现异常的情况下可以触发安全机制，使系统进入安全状态。

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　　2018年推出的第二代 AURIX™ TC3x 集成了多达六个 TriCore™ 内核，将单片机性能提升到了一个新高度。

　　AURIX™ TC3x 系列单片机拥有卓越的实时性，全系型号可以达到功能安全最高等级 ASIL-D，集成了信息安全硬件加密模块，还有强大的互联接口，使其尤其适合众多汽车应用。

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　　2021年推出的新一代 AURIX™ TC4x 系列为领先的 AURIX™ TC3x 系列提供了向上升级的途径。

　　它采用下一代 TriCore™ 1.8内核，以及可扩展的增强性能的加速器套件。其中包括新的并行处理单元 （PPU），这是一种 SIMD 矢量数字信号处理器 （DSP），可满足各种人工智能拓扑结构的需求，包括实时控制和雷达后处理等各种用例。产品系列的可扩展、高兼容性设计，使得用户可以采用通用的软件架构，从而大大节省了平台软件费用。

　　AURIX™ TC4x应用领域及特性概览

　　AURIX™ TC4x 面向广泛的汽车应用，包括基于域控和区控的 E/E 架构对功能集成的强烈需求，通过安全系统支持电动交通和自动驾驶的发展。英飞凌的 AURIX™ TC4x 提供增强的连接性，包括先进的功能安全和信息安全，进一步夯实英飞凌在高可靠高安全汽车电子产品领域的领先地位。

　　此外，新的 SOTA（软件空中升级）功能有助于满足主机厂对快速、安全的车到云连接的需求，实现现场更新以及车辆使用过程中的诊断和分析。新的 AURIX™ TC4x 系列 MCU 支持 5 Gbit 以太网和 PCI Express® 等高速通信接口，以及 CAN-XL 和 10BASE T1S 以太网等新的通讯接口。网络吞吐量和连接性的提高为客户提供了实施新 E/E 架构所需的性能和灵活性。

　　完善的AURIX™ TC4x 生态体系

　　考虑到汽车复杂性的不断增加以及人工智能技术的实现，AURIX™ TC4x 生态系统受到了极大关注，以确保产品快速上市和易于使用。英飞凌正与 Synopsys 合作，加快 AURIX™ TC4x 系列的软件开发。用于 TC4x 的 Synopsys Virtualizer™ 开发套件（VDK）可在设计周期的更早阶段进行软件开发。用于 AURIX™ TC4x 的 Synopsys DesignWare® ARC® MetaWare 工具包提供了为 PPU 开发软件所需的最佳编译器、调试器和库以及仿真器。

　　其他合作伙伴也将提供相应的产品，并支持 MATLAB 自动代码生成，以实现快速原型开发。得益于跨代可扩展的兼容设计，已经使用现有 AURIX™ MCU 的客户将缩短开发时间，加快产品上市，并从中获益。显著的硬件和软件兼容性使客户可以广泛地重复使用现有的 TC3x 算法和生态系统。

　　AURIX™ TC4x 系列的主要特点一览

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　　TriCore™ 和 AURIX™ 加速套件提供高性能算力和经济的人工智能

　　多达 6 个 TriCore™ v1.8 同步运行，主频高达 500 MHz

　　AURIX™ 加速器套件：

　　并行处理单元 （PPU） - 实现高达 ASIL-D 的人工智能

　　数据路由引擎 （DRE） -用于高效通信和数据处理

　　CDSP – 对模拟采样信号进行数字信号处理

　　信号处理单元 （SPU） - 雷达信号处理加速器

　　信息安全模块 （CSRM/CSS） - 硬件加密加速器

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　　内存升级

　　多达 25 MB 片上 NVM 存储空间

　　通过优化的 A/B 交换分区和外部存储器接口支持零停机时间 SOTA

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　　高级时钟模块和 AD 转换增加实时控制能力

　　新型 eGTM 定时器和高分辨率 PWM，专用低延迟互连 （LLI） 总线

　　用于电机控制和电源转换的更快控制回路

　　与 AURIX™ TC3x 兼容的 GTM

　　多种ADC 转换器 ，时分复用 ADC（TMADC） /快速比较器 （FC）/DSADC

　　CDSP/DSEX 加速器

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　　更强的功能安全和信息安全性能

　　包括 CSRM 和 CSS 在内的安全集群可提供更强的安全性能

　　符合 ISO 21434 标准

　　安全 DMA

　　符合 ASIL-D 标准

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　　为所有E/E架构微控制器提供丰富的网络通讯接口

　　可扩展的高速通信接口：

　　高达 5 Gbps 以太网

　　PCIe

　　10BASE T1S 以太网

　　CAN-XL

　　数据路由引擎 （DRE） - 通信加速器

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　　广泛的生态系统

　　英飞凌 MCAL 驱动程序

　　可重复使用现有 AURIX™ TC3x 算法和生态系统

　　利用 Synopsys - Virtualizer Development Kit for AURIX™ TC4x 虚拟原型支持快速原型开发

　　软件开发工具包 （SDK）

　　使用 Synopsys - MetaWare Toolkit for AURIX™ 简化 PPU 软件开发，其中包括 MATLAB 和 Simulink、DSP 和数学库、神经网络软件开发工具包以及 AUTOSAR 复杂设备驱动程序。

　　AURIX™ TC4x 根据下一代控制器的需求，在多个方面性能得到很大提升

　　更高处理能力

　　更高的 Tricore™ 内核主频

　　并行处理单元

　　第三代高性能信号处理单元

　　模数转换信号后处理 DSP

　　数据路由引擎

　　高精度 PWM

　　更高安全性能

　　达到 ISO26262-2018 功能安全标准 ASIL-D 等级

　　符合 ISO21434 信息安全标准

　　更强的非对称加密能力

　　支持多路并发对称加解密

　　更完善的硬件虚拟化支持及隔离特性

　　支持内核、外设硬件虚拟化以及互相隔离

　　每个物理内核支持多达8个虚拟机

　　增强内存保护、DMA 保护

　　更丰富的网络连接

　　高达 5G 以太网接口

　　多达4个百兆/十兆低速以太网，并支持 10based-T1S 标准

　　PICe 3.0 接口

　　支持 CAN XL

　　支持 MACsec 硬件加密

　　得益于 AURIX™ 系列 MCU 跨代高兼容性设计，用户在 TC3x 的开发经验，将大大减少移植工作量，加速产品上市时间。

　　开发工具非常丰富，并且延续性好

　　软、硬件设计兼容性好

　　安全架构、理念一脉相承，并更加完善、强大

　　一如既往的高可靠性