通用開(kāi)發(fā)平臺(tái)

該通信網(wǎng)關(guān) ECU 被視為汽車(chē)用戶的通用開(kāi)發(fā)平臺(tái)。 這種類(lèi)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(chē)通信接口和高達(dá)ASILD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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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)。

主要特征：

基于 R-Car S4 SoC 的網(wǎng)關(guān)解決方案

符合汽車(chē)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

接口

10BASE-T1S

100BASE-T1

1000BASE-T1

1000BASE-RH

2.5GBASE-T1

CAN/CAN FD

FlexRay

LIN

SENT

PCIe

模擬輸入

Ecosystem合作伙伴網(wǎng)絡(luò)：

得益于我們的R-CAR ecosystem合作伙伴網(wǎng)絡(luò)，像這款車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)，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。

作者：Adam Korbel， Tobias Belitz， Thorsten Hoffleit

審核編輯：郭婷