Continental und Infineon kooperieren

Modulare E/E-Architektur verwendet Aurix-TC4-Mikrocontroller

13. März 2023, 11:18 Uhr | Irina Hübner

Continental kooperiert mit Infineon bei der Entwicklung serverbasierter Fahrzeugarchitekturen: Auf Basis der High-End-Mikrocontroller Aurix TC4 von Infineon erarbeitet Continental eine modulare E/E-Architektur mit zentralen High Performance Computern und wenigen, leistungsfähigen Zone Control Units.

Ziel von Continental ist eine aufgeräumte und effiziente Elektrik/Elektronik (E/E)-Architektur mit zentralen High Perfomance Computern (HPC) und wenigen Zone Control Units (ZCU) statt wie bisher bis zu hundert und mehr einzelnen Steuergeräten.

Für die ZCU-Plattform verwendet Continental nun den Infineon-Mikrocontroller Aurix TC4. Dank spezieller Speichertechnologie im Aurix TC4 steht die Fahrzeugsoftware auf Standby. Funktionen wie Parkhilfe, Klima, Heizung und Federung sind so beim Fahrzeugstart innerhalb von Sekundenbruchteilen bereit.

Unterschiedliche OEM-Anforderungen werden unterstützt

Mit dem Plattformansatz unterstützt Continental die unterschiedlichen Anforderungen der Automobilhersteller. Sie können ihre Architektur maßgeschneidert gestalten, indem sie die Anzahl der HPC und der ZCU sowie deren Zusammenspiel und die Anordnung im Fahrzeug individuell konfigurieren.

Die Infineon-Mikrocontrollerfamilie Aurix TC4x

Die dritte Generation der Mikrocontrollerfamilie Aurix, TC4x, bietet die gleiche Skalierbarkeit hinsichtlich Leistung, Speicher und Gehäusevarianten wie schon die Vorgängergenerationen Aurix TC2x und TC3x. Aurix TC4x wurde unter anderem für den Einsatz in ZCU und HPC konzipiert. Weitere Fokusapplikation sind Radar, Chassis & Safety sowie Powertrain/Elektrifizierung.

Ein Schlüsselelement der neuen Microcontroller-Serie ist die von Infineon verwendete Speichertechnologie RRAM (Resistive Random Access Memory). Diese wird bereits erfolgreich in Chip-Karten, etwa für bargeldloses Bezahlen und zur sicheren Authentifizierung, eingesetzt. Jetzt findet die RRAM-Technologie erstmals im Automotive-Bereich Anwendung.

Aurix-TC4x-Produkte ermöglichen es, das Potenzial wesentlicher Fahrzeugsysteme effektiv, schnell und sicher auszuspielen. Wird ein Fahrzeug gestartet, stehen Funktionen wie Parkhilfe, Klima, Heizung und Federung innerhalb von Bruchteilen einer Sekunde zur Verfügung. Dank der Aurix-TC4x-Architektur stehen wesentliche Software-Programme quasi ständig auf Stand-by. Auch Over-the-air-Updates von Software-Komponenten werden so deutlich schneller und sicherer.

Zone Control Units für die Mobilität von morgen

Der Einsatz von leistungsstarken Zone Control Units ist ein entscheidender Schritt hin zum softwaredefinierten Fahrzeug. Ein erster wesentlicher Schritt war für Continental die Entwicklung und Lieferung eines HPC-Hochleistungsrechners für die elektrischen Fahrzeugmodelle ID.3 und ID.4 von Volkswagen. Die im Rahmen der Kooperation mit Infineon zu entwickelnde Zone-Control-Unit-Steuergeräteplattform bildet die mittlere Ebene der Elektrik-/Elektronik-Architektur zwischen der Server-Ebene (HPC) und der Basis-Ebene mit zahlreichen Sensoren und Aktuatoren.

In der E/E-Architektur der Zukunft bündelt je eine Zone Control Unit alle elektronischen und elektrischen Verbindungen in einem lokalen Teilbereich des Fahrzeugs. So übernehmen Zone Control Units beispielsweise alle Ansteuerungs- sowie Daten- und Kommunikationsmanagement-Aufgaben in den Fahrzeugbereichen vorne rechts, vorne links und im Heck. Dass die Software-Komponenten künftig zentral gebündelt werden, erhöht die Cybersicherheit und Update-Fähigkeit.

Cybersicherheit im Fokus

Mit der Produktfamilie Aurix TC4x wurde ein Hauptaugenmerk auf modernste Cybersicherheitsfunktionen gelegt, die nach dem ISO/SAE-21434-zertifizierten Verfahren entwickelt wurden. Das Cybersecurity-Konzept der Aurix-TC4x-MCUs unterstützt unter anderem Post-Quanten-Verfahren. Das stärkt bereits heute den Schutz vor Quantencomputer-Angriffen, die eine Bedrohung für derzeit eingesetzte Kryptografieverfahren darstellen.

In den Zone Control Units verschmelzen Datenflüsse aus verschiedenen Domänen des Fahrzeugs. Die Daten werden aufbereitet und über sichere Ethernet-Verbindungen an die HPCs als oberste Steuerungsebene weitergegeben. Umgekehrt sorgen die Zone Control Units als Koordinierungsstelle für die Ausführung der Befehle der Server-Ebene.

Die Familie Aurix TC4x erfüllt mit ihrem ganzheitlichen Functional-Safety-Konzept die höchsten Anforderungen an funktionale Sicherheit bis ASIL D, gemäß der Norm ISO 26262. Darüber hinaus beinhalten die Mikrocontroller Netzwerkbeschleuniger (Routing Accelerators) zur Entlastung der Ethernet- und CAN-Kommunikation sowie neueste Kommunikationsfunktionen wie 5 Gbit/s ETH, PCIe, 10 Base-T1-S und CAN-XL.