Entwicklung einer domänenspezifischen Mikrocontroller-Familie Freescale und STMicroelectronics entwickeln gemeinsam domänenspezifische Mikrocontroller-Familie

Freescale Semiconductors und STMicroelectronics haben Anfang 2006 eine Kooperation zur gemeinsamen Entwicklung von Mikrocontrollern für den Automotive-Markt gestartet. Ziel dieses „Joint Development Program“ (JDP) ist es, für zahlreiche Automotive-Applikationsbereiche eine neue Produktpalette zu entwickeln, welche von beiden Unternehmen unabhängig produziert wird.

Freescale Semiconductors und STMicroelectronics haben Anfang 2006 eine Kooperation zur gemeinsamen Entwicklung von Mikrocontrollern für den Automotive-Markt gestartet. Ziel dieses „Joint Development Program“ (JDP) ist es, für zahlreiche Automotive-Applikationsbereiche eine neue Produktpalette zu entwickeln, welche von beiden Unternehmen unabhängig produziert wird.

Die besondere Skalierbarkeit der Architektur ermöglicht es dabei, Anforderungen gegenwärtiger und zukünftiger Elektronikarchitekturen abzudecken – von kostengetriebenen Einzel-Applikationen bis hin zu leistungsfähigen Domänenrechnern. Mit diesem Ansatz kann die Anzahl der Mikrocontroller-Strukturen reduziert, Software und Tools können wiederverwendet werden. Trotz dieser gemeinschaftlichen Entwicklung werden die Produkte getrennt vertrieben, und beide Firmen stehen im direkten Wettbewerb am Markt.

Die Aufgabe des JDP besteht darin, ein Familienkonzept zu entwickeln, das, basierend auf der leistungsfähigen und skalierbaren 32-bit Power-Architektur, den Einsatz in nahezu allen Bereichen der Automobilelektronik erlaubt. Dabei waren folgende Zielvorgaben zu berücksichtigen:

  • Entwicklung einer zukunftssicheren Automotive-Embedded-FLASH-Fertigungstechnologie, welche die Anforderungen hinsichtlich Qualität, Zuverlässigkeit, Skalierbarkeit, Kosteneffizienz und Langzeitversorgung erfüllt,
  • Anwendung einer leistungsfähigen und etablierten Prozessorarchitektur,
  • Verfügbarkeit von Entwicklungswerkzeugen,
  • Einsatz modernster Designtechniken, speziell im Hinblick auf „Design for Testability“,
  • Entwicklung einer neuen Standardarchitektur für alle klassischen Automotive-Domänen,
  • Reduzierung der Entwicklungskosten durch die Mehrfachnutzung von IP-Blöcken in verschiedenen Produkten.

Grundlage der Produktentwicklung ist eine gemeinsam bei Freescale Semiconductors und STMicroelectronics entwickelte 90-nm-Embedded-Flash-Technologie, die von beiden Firmen genutzt wird. Damit können sowohl die Kostenanforderungen erreicht als auch die Langzeitverfügbarkeit der Bausteine garantiert werden.

Die e200-Kerne dieser Familie bieten eine weite Leistungsskalierbarkeit und Binärkompatibilität über alle Derivate hinweg. Diese Kompatibilität bleibt von einer z0-cache-less-Variante mit vierstufiger Pipeline bis hin zum z7 mit zehnstufiger Pipeline, verschiedenen Cache-Konzepten und paralleler Befehlsabarbeitung ohne Einschränkung erhalten. Zusätzlich können mit diesem Ansatz auch preiswerte Derivate mit einer Leistung kleiner 60 DMIPS angeboten werden.

Die z0- und z3-Kerne, die in den ersten Bausteinen verwendet werden, verfügen über eine vierstufige Pipeline und unterstützen beide die VLE-Erweiterung (Variable Length Encoding), die eine drastische Erhöhung der Codedichte ohne wesentliche Einbußen bei der Geschwindigkeit erlaubt. Der z3 enthält zusätzlich eine FPU (Floating Point Unit), die beim z0 per Software emuliert wird.