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實時處理器擴展恩智浦S32汽車平臺的意義

（2024年11月23日更新）

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恩智浦S32汽車平臺推新，新增安全MCU新型實時處理器確定行為特性，提供優秀的千兆主頻、多應用隔離支持和存儲擴展功能。新的16nmS32Z和S32E實時處理系列適用于為軟件定義汽車提供跨域功能的安全集成。

S32平臺的擴展具有重要意義，允許恩智浦客戶利用平臺在新車架構中的共性和優勢，如Arm Cortex集成硬件安全引擎處理器內核（HSE）、ISO 26262 ASIL D面向應用的功能安全支持、通用軟件開發環境和處理器系列。S32G汽車網絡處理器適用于汽車計算和服務網關S32K一般微控制器適用于車身應用和區域應用S32Z適用于安全處理、實時域控制和區域控制。這些設備共同支持客戶端到端域和區域汽車架構的多樣化，使未來的軟件定義汽車。

恩智浦為汽車基礎設施平臺打造端到端解決方案

但為什么實時處理如此重要呢？Winbond代理在計算領域，實時是指在指定時間內響應事件。否則，應用程序可能無法正常工作，運行不安全。實時應用程序運行始終一致且可預測，因此它們是確定性的，并在規定的最長時間內完成操作執行。為滿足時間限制，處理器內核必須滿足性能要求，提供快速中斷響應和確定執行，S32Z和S32E在系列處理器中使用Arm Cortex-R52處理器內核能滿足這些要求。Cortex-R52處理器內核還支持這些安全、實時應用所需的功能安全和虛擬機管理程序。

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S32Z2和S32E2系列初版樣品具有8個可分鎖步支撐特性Cortex-R52處理器內核工作頻率高達1 GHz。借助可分鎖步功能，啟動時可根據應用需要選擇不同的處理器內核配置。例如，支持四個鎖步對，其中兩個鎖步對有四個非鎖步處理器核，或者所有八個處理器內核都在非鎖步模式下運行，可以實現更高的靈活性。

恩智浦將在未來提供S32Z1系列樣品有4個Cortex-R52處理器內核適用于實現實時應用集成，需要比傳統汽車微控制器更高的性能，但性能略低于S32Z2系列。這樣，兩個引腳兼容和軟件兼容的處理器系列具有較高的可擴展性。未來實時處理器將繼續擴展，性能更高，未來將與5nm集成產品，創建強大的軟件兼容性路線圖。目前恩智浦已經有功能5了nm實時處理器測試芯片是這些未來產品的第一款產品。

S32Z和S32E處理器的兼容性和可擴展性

S32Z處理器適用于安全處理、域控制和區域控制。該系列集成了車輛動力和底盤控制等各種安全和車輛控制應用。軟件兼容S32E處理器提供額外的復雜定時器和3.3V/5V模數轉換器及5V I/O，是電動汽車（xEV）控制和智能驅動應用的理想選擇。

S32Z和S32E處理器旨在滿足多租戶為中心的多租戶實時應用的需求（通過模塊或電子控制單元）（ECU）向軟件定義方法(虛擬功能) ECU作為軟件任務在單個多驗證時處理器上運行）轉換。汽車實時應用廣泛。它們可以集成在域架構和區域架構的各個部分，如下所示。

實時應用示例

目標是提供虛擬ECU就像它們是單獨的一樣，隔離可以保證免受干擾ECU，這需要S32Z和S32E通過內核到引腳硬件虛擬化，處理器提供了新的硬件隔離水平。端到端虛擬化支持確保每個虛擬化ECU只能訪問和控制特定的處理、外設、存儲器和 I/O，將這些虛擬ECU隔離，支持不影響其他虛擬ECU單獨響應故障。此外，硬件虛擬化支持與外部存儲器訪問相關的定義服務質量水平。S32Z和S32E處理器已準備就緒，可支持新軟件定義汽車要求。

S32Z / S32E多應用集成示例

下面的例子說明了S32Z和S32E如何支持虛擬處理器？ECU還展示了片中EV也就是說，如何將多個ECU實時功能集成S32E處理器上。

多ECU推進域控制器集成示例

與通常在300~400 MHz競爭產品28nm與安全微控制器相比，16nm S32Z和S32E處理器的速度高達1 GHz，競爭優勢強。這使S32Z和S32E處理器可以支持更復雜的實時應用和更高級別的軟件集成，需要更高的性能。S32Z和S32E多達24個處理器CAN 2.0和CAN FD加速接口有很大的優勢，可以確定和高效地處理大量的接口CAN無需中斷處理器內核的流量。

使用LPDDR4 DRAM 和Flash存儲器擴展存儲器，支持更大的應用和未來的重要數據，包括機器學習和汽車服務和數據共享AUTOSAR 自適應平臺。這些優勢可以用于獨立S32Z和S32E處理器的新設計也可用于加強傳統汽車的使用MCU的現有ECU的性能。S32Z和S32E處理器不僅支持新產品的可擴展性，提高舊產品的性能。

總之，恩智浦多功能S32Z和S32E處理器可以滿足各種實時汽車應用在新車架構中的關鍵需求。支持滿足實時需求的關鍵處理要求，安全隔離多個應用，提供加速和擴展能力，簡化當今軟件開發需求，制定強大的軟件兼容設備路線圖，滿足未來可能的需求。它們是S32汽車平臺的理想擴展為未來的軟件定義創造了各種解決方案。

榮獲2022年國際嵌入式會議創新硬件獎

S32Z和S32E實時處理器被業界視為創新硬件解決方案，并獲得2022年國際嵌入式會議創新硬件獎。

作者：

Brian Carlson

恩智浦與安全產品經理連接

Brian Carlson專注于汽車網關和域控制器的安全汽車網絡處理器。他在促進領先的計算和通信產品開發方面有30多年的經驗，曾擔任產品開發、技術營銷、產品管理和業務開發。他曾任MIPI聯盟董事會副主席帶領移動充電設備進入汽車和物聯網等相關市場。Brian南衛理公會大學（Southern Methodist University）電氣工程碩士學位。