Schwerpunkte

Echtzeit-Mikrocontroller von ST

Umstellung auf Service-orientierte Systemarchitekturen

22. Februar 2019, 08:57 Uhr   |  Stefanie Eckardt

Umstellung auf Service-orientierte Systemarchitekturen
© STMicroelectronics

STMicroelectronics stellt mir der Stellar-Serie sichere Echtzeit-Mikrocontroller für Domain-Architekturen im Automotive-Bereich vor.

STMicroelectronics will mit seiner neuen MCU-Stellar-Familie den Weg zu sicherer Automobilelektronik und fortschrittlichen Domain Controllern ebnen. Die Bauelemente unterstützen Fahrzeugarchitekturen, die sich auf breite Domain Controller für Bereiche wie Antriebsstrang, Chassis und ADAS stützen.

Die Mikrocontroller-Serie Stellar kombiniert die Vorteile der 28 nm FD-SOI-Technologie, von Chip-integriertem Phasenwechselspeicher (Phase Change Memory, PCM), modernen Gehäusen und mehreren Arm Cortex-R52-Cores, kann mit Frequenzen bis 600 MHz arbeiten und mehr als 40 MByte PCM integrieren. Gleichzeitig wird der Stromverbrauch selbst unter rauen Einsatzbedingungen mit hohen Temperaturen minimiert. Die Produktion der Stellar-MCUs erfolgt in der ST-eigenen 12-Zoll-Fertigungsstätte in Crolles.

Wichtige Anwendungsgebiete für Stellar-Mikrocontroller sind intelligente Steuerungen für Hybrid-Antriebsstränge, die weiträumige Elektrifizierung von Fahrzeugsystemen mit Bord-Ladegeräten, Batteriemanagement-Systeme und Gleichspannungswandler, aber auch Smart Gateways, Fahrassistenzsysteme und elektronische Stabilitätsregelungen für Fahrzeuge.

Technische Eigenschaften

Die ersten Stellar-MCUs mit sechs Arm Cortex-R52-Cores mit 400 MHz Taktfrequenz, 16 MByte PCM und 8MByte RAM im BGA516-Gehäuse werden jetzt von ST bemustert. Steuergeräte auf Stellar-Basis befinden sich derzeit bei Leitkunden im Fahrversuch. Sie verfügen über einen eingebauten nichtflüchtigen Speicher für schnelle, deterministische Echtzeit-Rechenfähigkeiten ohne die Verzögerungen, die mit nicht-integrierten Speichern einhergehen.

Die Bausteine erfüllen die Safety-Qualifikation der Automobilindustrie gemäß ISO 26262 ASIL D, indem die Cortex-R52-Cores durch Lockstep-Fähigkeiten ergänzt werden. Um die funktionale Sicherheit und Zuverlässigkeit weiter zu steigern, sind die MCUs außerdem mit einem Hypervisor ausgestattet, der für die Software-Separierung und den Speicherschutz sorgt.

Um die Multicore-Cortex-R52-Performance weiter zu steigern, enthalten die Komponenten zusätzlich drei Arm Cortex-M4-Cores mit einer Gleitkommaeinheit und DSP-Ergänzungen, um eine applikationsspezifische Beschleunigung zu erzielen. Darüber hinaus nutzt die neue Familie einen eingebetteten Phasenwechselspeicher von ST, der die Automotive-Spezifikation AEC-Q100 Grade 0 erfüllt. Der sichere und robuste PCM-Speicher mit einer Kapazität von 16 MByte punktet mit einer hohen Leistung und Datenerhalt bis 165 °C und unterstützt Software-Over-The-Air für das Management mehrerer Firmware-Images. Die zweckmäßigen eMMC- und HyperBus-Schnittstellen ermöglichen des Weiteren die Verwendung von zusätzlichem externem Speicher.

Die MCUs verfügen über ein Hardware Security Module mit Evita-Full-Support. Die Kombination der HSMs mit dem Multi-Bus Routing über die von der Stellar-Familie gebotene, breite Palette von Automotive-Schnittstellen, wie Ethernet, CAN-FD und LIN bietet eine Lösung für die zunehmenden Forderungen der Automobilhersteller nach Security und Konnektivität in den zeitsensiblen Bordnetzwerken ihrer Fahrzeuge.

Die Stellar-Familie wird von ST-Partnern unterstützt, die bereits Mitglied des unternehmenseigenen Partnerprogramms sind oder die Mitgliedschaft beantragt haben. Von diesen Partnern gibt es Entwicklungswerkzeuge, zum Beispiel Arm, Green Hills, HighTec, Wind River, Debugging-Tools wie von iSystem, Lauterbach oder PLS sowie Software, beispielsweise von Elektrobit, ETAS oder Vector.

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