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汽車行業(yè)正在進(jìn)行新四化的變革，隨著整車電子電氣架構(gòu)的升級，汽車零部件的感知和連接功能逐漸豐富，這對車用控制器的穩(wěn)定性、安全性和可靠性都提出了更高的要求。這些變化也拉動了國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在創(chuàng)造更多的電子元器件需求的同時，也給半導(dǎo)體芯片定義帶來更多的指導(dǎo)。
作為國內(nèi)首家上市的IC設(shè)計公司，在工業(yè)類應(yīng)用領(lǐng)域MCU出貨量突破5億顆時，復(fù)旦微電子正式進(jìn)入汽車領(lǐng)域，并開始推進(jìn)他們相關(guān)的產(chǎn)品和生態(tài)計劃。在進(jìn)入車規(guī)級市場之前，復(fù)旦微電子的MCU已經(jīng)在工規(guī)領(lǐng)域積累了多年芯片設(shè)計、測試及應(yīng)用的經(jīng)驗。其低功耗、工業(yè)類應(yīng)用MCU累計出貨排名國內(nèi)前列。同時，該公司在智能IC卡、RFID/READER芯片的安全識別市場已經(jīng)累計出貨超過100億顆；在非揮發(fā)存儲器領(lǐng)域，其EEPROM市場份額居國內(nèi)第一，F(xiàn)LASH月出貨超億片。該公司還構(gòu)建了國內(nèi)首個規(guī)模商用的第三方NFC終端服務(wù)平臺，此外，他們也在國內(nèi)首發(fā)了億門級FPGA。
據(jù)復(fù)旦微電子MCU產(chǎn)品線技術(shù)市場經(jīng)理王超介紹，此次切入汽車市場的MCU FM33LG0xxA系列，在今年11月通過了CNAS委員認(rèn)證機(jī)構(gòu)的AEC-Q100車規(guī)認(rèn)證，目前已經(jīng)開始正式向汽車市場終端客戶推廣。FM33LG0xxA采用Arm Cortex-M0內(nèi)核，擁有豐富的外設(shè)資源，包括模擬外設(shè)和數(shù)字外設(shè)以及高速的數(shù)字接口。
圖：FM33LG0xxA的資源
FM33LG0xxA芯片是定位于大容量存儲的通用MCU。王超表示，隨著汽車電子電氣架構(gòu)的升級，很多執(zhí)行器節(jié)點、控制器對于片上的存儲空間要求越來越高，因此這款產(chǎn)品在定義時首先考慮到大存儲空間，以及具備足夠冗余的硬件性能空間，能夠支撐未來三年甚至是更長時間的產(chǎn)品軟件方面的迭代和更新。
在通信接口方面，F(xiàn)M33LG0xxA配置了豐富的通訊串口資源，包括UART、LPUART，SPI，以及I2C等。值得一提的是，針對汽車FM33LG0xxA產(chǎn)品系列也集成了CAN2.0接口。
FM33LG0xxA采用了高精度和采樣速率的ADC和DAC，ADC支持2M采樣速率，DAC支持1M采樣速率。同時，該器件內(nèi)部集成了低功耗比較器和運放，通過提高器件集成度降低用戶BOM成本，并縮小整個硬件電路設(shè)計的尺寸。
FM33LG0xxA配置了豐富的定時器資源，包括低功耗定時器、通用定時器，以及針對電極驅(qū)動相關(guān)的高級定時器。所有產(chǎn)品標(biāo)配低功耗的RTC時鐘源，芯片支持兩個看門狗。
FM33LG0xxA提供LQFP48、LQFP64、LQFP80三款封裝選擇，王超表示，后期針對汽車上的簡單的執(zhí)行器或者簡潔控制，復(fù)旦微電子也會推出32pin或者20～28pin的封裝，而目前，出于供應(yīng)鏈情況的考慮，會把資源集中在需求更多的封裝形式上。
目前，國內(nèi)一些有技術(shù)積累和客戶資源的MCU企業(yè)已經(jīng)切入汽車市場，復(fù)旦微電子進(jìn)入的并不算早，因此產(chǎn)品差異化特性十分重要。據(jù)王超介紹，F(xiàn)M33LG0xxA在高可靠性、低功耗、安全性和個性化電路設(shè)計上形成了自己的特色。
FM33LG0xxA支持1.65～5.5V寬電壓范圍，兼容車身電源系統(tǒng)，并高于傳統(tǒng)的工業(yè)或者消費類電子的3.3V的噪聲容限。在電路上，芯片支持高可靠的BOR、PDR電路，這些電路在以往的工業(yè)應(yīng)用中，得到了十多年的現(xiàn)場運行驗證。此外，諸如電源監(jiān)測模塊、雙看門狗，包括晶振的停振檢測和引腳濾波、復(fù)位電路濾波等功能安全都整合在芯片硬件設(shè)計上。
在超低功耗上，由于智能汽車的新四化改變了電子電氣架構(gòu)，對于元器件的需求越來越多，因此未來整車的待機(jī)功耗需求將下沉到每一個器件上，基于復(fù)旦微電子在諸如電表等工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域長期的超低功耗設(shè)計電路的經(jīng)驗，F(xiàn)M33LG0xxA也實現(xiàn)了超低功耗的特性，其深渡睡眠功耗實測僅1uA左右（RTC保持）。
在安全特性上，隨著智能汽車網(wǎng)聯(lián)化以及智能化的程度越來越高，車載系統(tǒng)會強(qiáng)調(diào)數(shù)據(jù)安全，這需要硬件電路的支撐，F(xiàn)M33LG0xxA在芯片內(nèi)部提供了一些硬件電路來保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)安全，如對稱的加密單元，包括隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、代碼保護(hù)等。
FM33LG0xxA的個性化電路設(shè)計主要體現(xiàn)在內(nèi)部高精度電路集成，包括片上高速RC振蕩器，并在出廠之前做了頻率校準(zhǔn)。王超表示，這樣不僅可以幫助客戶節(jié)省外圍晶振成本，也能減少供應(yīng)鏈的壓力。FM33LG0xxA還集成了可編程的膠合邏輯，這是同類器件少有的個性化硬件邏輯門電路。這些高度集成的特性增加了系統(tǒng)的可靠性。
FM33LG0xxA系列適用于車身電子、車內(nèi)舒適系統(tǒng)等，包括各類開關(guān)、門窗、車燈或者方向盤、玻璃升降的開關(guān)、座椅控制、尾門控制等。此外，一些原本是后裝現(xiàn)在向前裝轉(zhuǎn)移的應(yīng)用，如ETC、防盜器等也是該產(chǎn)品的應(yīng)用目標(biāo)。
隨著汽車電子電氣架構(gòu)的升級，對傳統(tǒng)的8位、16位MCU在通信、接口資源、程序軟件升級以及數(shù)據(jù)安全上都提出了更高的要求。復(fù)旦微電子電子高級工程師、電力電子事業(yè)部總經(jīng)理助理翟金剛表示，F(xiàn)M33LG0xxA的性能可以覆蓋瑞薩、NXP同類產(chǎn)品的應(yīng)用。
據(jù)翟金剛介紹，從11月份通過AEC-Q100的車規(guī)認(rèn)證，就開始做市場布局，并且得到客戶端的積極反饋，目前已經(jīng)有項目在design in，有些客戶也已經(jīng)在提前布局，顯示出Tier 1，OEM對國產(chǎn)芯片的需求強(qiáng)烈。
做汽車電子產(chǎn)品，ISO 26262和AUTOSAR是兩個必須前期準(zhǔn)備工作，新四化增加了一個數(shù)據(jù)安全的維度。翟金剛認(rèn)為，這是車規(guī)MCU產(chǎn)品規(guī)劃的三個路標(biāo)。有了好的產(chǎn)品，沒有生態(tài)也不行。在產(chǎn)品設(shè)計過程中，初期生態(tài)非常重要，用戶對新產(chǎn)品的使用體驗好，就會快速開發(fā)出原型，把他的IP移到平臺上，這對產(chǎn)品推廣非常有利。翟金剛認(rèn)為，對雙方而言，這都加快了產(chǎn)品推向市場的時間，形成一個雙贏的局面。
對于復(fù)旦微電子而言，做汽車圈生態(tài)，包括做阿爾法客戶時和晶圓代工廠在工藝方面的合作，也包括歷史發(fā)展過程中基于該公司可追溯機(jī)制帶來的客戶信任，與電子五所的合作、以及Keil、IAR、Eclipes、MFANG等開發(fā)工具鏈的兼容研發(fā)、與FOTA平臺供應(yīng)商的合作等。
當(dāng)然，最重要的始終是客戶需求。復(fù)旦微電子強(qiáng)調(diào)他們與車企共同探討和定義未來的產(chǎn)品，并相信相對于國際大廠，這種本地化服務(wù)以及相對靈活的產(chǎn)品定義將給客戶帶來更好的體驗。
