Startseite > Halbleiter > Mikrocontroller > Mehr Leistung, Speicher, Safety & Security

Aurix TC4x – der Vierte

Mehr Leistung, Speicher, Safety & Security

21. Januar 2022, 11:45 Uhr | Iris Stroh

Infineon Technologies hat seine Aurix-TC4x-Familie (28-nm-Prozess) vorgestellt, erstes Silizium ist bereits verfügbar. Mit den neuen Controllern will sich das Unternehmen den Erfolg am Automotive-Markt auch in Zukunft sichern.

▶ Diesen Artikel anhören

Das TriCore-Konzept – die Kombination aus DSP, RISC und MCU – wurde laut Thomas Böhm, Senior Vice President Automotive Microcontroller von Infineon Technologies, bereits 1999 entwickelt; seitdem wurden knapp 850 Mio. TriCores ausgeliefert, »vor Ende dieses Jahres werden es mehr als 1 Mrd. Einheiten sein«, so die Überzeugung von Böhm.

Damit TriCore auch in Zukunft zum Erfolg des Unternehmens beiträgt, hat Infineon bei der Entwicklung von Aurix TC4x laut Böhm die wichtigsten Anforderungen berücksichtigt, die zukünftige Fahrzeuge aufweisen werden. Dazu zählt er, dass die Bausteine den OEMs bzw. Tier-Ones Spielraum für zukünftige Updates verschaffen müssen; das gelte sowohl für die Speicherkapazität, aber auch hinsichtlich Rechenleistung, Security und Connectivity. Dann müssen die Bausteine auch eine höhere Rechenleistung aufweisen; insbesondere sei eine KI-Fähigkeit notwendig, um die Weiterentwicklungen in Richtung automatisiertes Fahren zu ermöglichen. Die Komponenten müssten die neuen E/E-Architekturen, insbesondere die Zonen-Architektur, unterstützen. Sie müssten der Anforderung gerecht werden, dass das zukünftige Fahrzeug vollständig vernetzt und immer »online« ist, und »sie müssen ein schnelles Time-to-Market ermöglichen«, so Böhm weiter. Und genau diese Anforderungen und mehr würde TC4x erfüllen.

Jobangebote+ passend zum Thema

Trainee Vertrieb und Produktmanagement (m/w/d) für Berufs- und Quereinsteiger

GLYN GmbH & Co. KG, Idstein

Trainee Vertrieb und Produktmanagement (m/w/d) für Bachelorabsolventen

GLYN GmbH & Co. KG, Idstein

Vertriebsinnendienst / Account Manager (m/w/d) für das Vertriebsbüro bei Wien

GLYN GmbH & Co. KG, Brunn am Gebirge

Alle Jobangebote im Elektroniknet Karrierebereich anzeigen

Mehr Spielraum für Updates

Die Aurix-TC4x-Mikrocontroller basieren auf der verbesserten TriCore-1.8-Version, sind mit bis zu sechs CPUs ausgestattet (im Lockstep-Verfahren) und arbeiten mit bis zu 500 MHz (früher nur 300 MHz). Die Controller sind mit bis zu 25 MB Flash ausgestattet. Außerdem wurden neue eGTAM-Timer und hochauflösende PWMs integriert.

Hinzu kommt die neue »Aurix Accelerator Suite«, die diverse Hardware-Beschleuniger umfasst. Dazu zählt die PPU (Parallel Processing Unit). Infineon hatte 2019 angekündigt, dass das Unternehmen zusammen mit Synopsys eine PPU für Aurix entwickelt, die auf dem ARC-EV-Prozessor-IP von Synopsys basiert. Die PPU umfasst einen skalaren Prozessorkern, einen SIMD-Core, L1-Speicher und Systemkomponenten wie einen DMA (Direct Memory Access). Laut Böhm liefert die PPU je nach Algorithmus im Vergleich zum TriCore v1.8 eine um das 78-Fache höhere Rechenleistung für KI-Anwendungen. Böhm: »Die TC4x-Mikrocontroller verfügen über ein skalierbares PPU-Portfolio. Dank der PPU lassen sich die Performance in Hinblick auf die Kosten für verschiedene NN-Architekturen optimieren und die ECU mit anspruchsvolleren Funktionen ausstatten.«

Laut seiner Aussage setzen die Automotive-Kunden in immer mehr Bereichen KI ein. Ein Beispiel ist ein IDPS (Intrusion Detection and Prevention System), andere Beispiele sind Objekterkennung oder Sensorfusion sowie virtuelle Sensoren, Batteriemanagementsysteme oder Predictive Control in Batteriefahrzeugen. »Mit der PPU, einer dedizierten Ressource für KI, lassen sich solche Funktionen mit einem vernünftigen Preis-Leistungs-Verhältnis umsetzen.«

Als weiterer Bestandteil der Accelerator Suite hat Infineon eine DRE (Data Route Engine) integriert. Dieser Beschleuniger reduziert den Software-Aufwand für die Datenübertragung und erreicht dank verringerter Routing-Latenz und Jitter einen um bis zu 50 Prozent höheren Durchsatz im Vergleich dazu, wenn es der TriCore v1.8 selbst machen müsste. Damit ist eine sicherheitsrelevante Echtzeitkommunikation kein Problem. Dazu kommt noch eine neue SPU (Signal Processing Unit), die laut Böhm im Vergleich zur TC3xx-Familie eine um den Faktor 4 erhöhte Verarbeitungsleistung aufweist. Darüber hinaus ist die Accelerator Suite mit zwei Security-Beschleunigern ausgestattet: CSRM (Cybersecurity Real Time Module) und CSS Cybersecurity Satellite). Das CSRM fungiert im TC4x als Root of Trust für eine sichere Hardware-Umgebung. Es bietet im Vergleich zu früheren Generationen eine 5- bis 15-mal bessere Leistung.

Das CSS ist eine neue Ergänzung des Security Clusters. Es ermöglicht die Parallelisierung von Hardware-Beschleunigern und ermöglicht, dass mehrere Kanäle von unabhängigen Anwendungen mit verschiedenen Trust Levels genutzt werden können. Das Cluster unterstützt eine Vielzahl von Anwendungsfällen, wobei ein besonderer Fokus auf die Kommunikationsanforderungen gelegt wurde. Dazu zählen beispielsweise Intrusion-Detection- und -Prevention-Systeme sowie Firewall. Das Security Cluster entspricht den Anforderungen der ISO 21434 und UNECE WP.29 und ermöglicht Software Updates over the Air.