從ECU向DCU跨越，MPS創(chuàng)新方案如何助力汽車原廠贏得市場挑戰(zhàn)？

(電子發(fā)燒友網(wǎng)報道 文/章鷹) 在整個汽車智能化浪潮下，汽車電子軟件開發(fā)量增長驚人，目前先進(jìn)的智能汽車的代碼量達(dá)到了2億行，已經(jīng)超越了IT史上任何一件產(chǎn)品，預(yù)計未來L5自動駕駛軟件代碼量將突破10億行。汽車電子軟件爆炸式增長，對電子電氣構(gòu)架帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

作為全球高性能模擬半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)廠商之一，美國芯源系統(tǒng)股份有限公司（MPS）表示，BiCMOS / DMOS電源管理技術(shù)BCD Plus已經(jīng)進(jìn)入第六代生產(chǎn)階段。此外，MPS 憑借敏銳的洞察力和豐厚的經(jīng)驗(yàn)滿足汽車客戶的嚴(yán)格要求，如今已從電源產(chǎn)品擴(kuò)展到精密模擬領(lǐng)域，在汽車應(yīng)用方面亦是從IC拓展到整個應(yīng)用領(lǐng)域。據(jù)悉，MPS在2019年汽車產(chǎn)品的銷售總額占據(jù)整體銷售額的11%以上，未來MPS有信心持續(xù)擴(kuò)大汽車產(chǎn)品的競爭優(yōu)勢。

MPS全球汽車產(chǎn)品總監(jiān)Allen Chan表示，ACES是未來汽車發(fā)展的主力方向，AECS中的A（Autonomous）為自動化，C （Connected）為互聯(lián)化，Electrified代表電氣化，S（Services）代表服務(wù)化。這些正在重塑全球汽車產(chǎn)業(yè)的整體格局，汽車行業(yè)廣泛的共識是：一、電子化產(chǎn)品在汽車的總成中的比率不斷提高，會超過50%，增長點(diǎn)主要是在電子方面。

二、每輛汽車半導(dǎo)體的用量會增加20倍；三、相比于傳統(tǒng)動力汽車，電動汽車以及混合電動汽車在汽車銷售市場的份額不斷的增加，調(diào)研機(jī)構(gòu)預(yù)計未來電動車及混合動力汽車的銷售份額將占到20%。這對于MPS來說是巨大的市場增長機(jī)會。

汽車電子向高集成化方向發(fā)展，MPS做了兩大戰(zhàn)略部署

隨著車輛的電子化程度逐漸提高，電子控制單元（ECU）占領(lǐng)了整個汽車。從防抱死制動系統(tǒng)、四輪驅(qū)動系統(tǒng)、電控自動變速器、主動懸架系統(tǒng)、安全氣囊系統(tǒng)，逐漸延伸到了車身安全、網(wǎng)絡(luò)、娛樂、傳感控制系統(tǒng)等。根據(jù)Strategy Analytics統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，各級別汽車ECU數(shù)量都在逐年遞增，盡管目前的汽車平均采用25個ECU，但一些高端車型卻已突破百個。

在Allen Chan看來，分散的ECU會給汽車的設(shè)計帶來很多問題。首先它們各自為陣，或者 需要有很強(qiáng)的中央來進(jìn)行協(xié)調(diào)，此外增加了汽車走線的復(fù)雜性，增加了汽車的制造成本。域控制器（DCU）的出現(xiàn)打破了傳統(tǒng)的思維方式，相比于聚焦特有功能，DCU的目標(biāo)則瞄準(zhǔn)于集成度、安全性和核心計算。直指ACES主題：

●通過無人駕駛或傳感器融合 DCU 實(shí)現(xiàn)自動化 (Autonomous Driving)；

●通過智能座艙 DCU可以實(shí)現(xiàn)車對車、車對其他一切的通信以及軟件的無線升級，即互聯(lián)化和服務(wù)化；

●動力系統(tǒng) DCU 可以實(shí)現(xiàn)插電式混合動力系統(tǒng)到全電池電動汽車的電氣化蛻變。

Allen Chan 對電子發(fā)燒友記者表示：“我們看到的趨勢是客戶不斷地將ECU整合成DCU。從ECU過渡到以域?yàn)閱挝坏腄CU集成化架構(gòu)，DCU的成熟度是非常關(guān)鍵。有三個方面的含義：1、DCU的設(shè)計中變化經(jīng)發(fā)生，如果是傳統(tǒng)的產(chǎn)品，更改一版PCB花費(fèi)時間長，但是如果應(yīng)用MPS的產(chǎn)品，比如MPQ88XX ，這些數(shù)字化的特征可以幫客戶很快的解決問題，不用更改PCB，只需要更改內(nèi)部設(shè)計，可能一個小時之內(nèi)，新需求就可以被滿足；2、MPS產(chǎn)品的功率密度高，解決方案面積小，當(dāng)客戶看到DCU設(shè)計當(dāng)中涉及到大量元器件，解決方案占地小的優(yōu)勢體現(xiàn)出來，MPS可以幫助客戶盡快完成DCU設(shè)計；3、魯棒性（Robustness，系統(tǒng)的健壯性）， MPS產(chǎn)品在嚴(yán)苛環(huán)境下有非常好的耐受性。比如車載電源會有尖峰以及不同情況下在不同溫度下的波動，客戶在DCU設(shè)計時還要面臨電磁兼容的問題，MPS已經(jīng)具備已經(jīng)形成的Application notes以及參考設(shè)計，幫助客戶解決了這些問題?！?/p>

成功ACES四大特點(diǎn)：

通過對汽車行業(yè)長期觀察和客戶多次交流，MPS認(rèn)為成功ACES有四大特點(diǎn)：

• 易擴(kuò)展性。易擴(kuò)展性對MPS和滿足客戶非常重要，現(xiàn)在大多數(shù)客戶希望能夠有一款產(chǎn)品能夠在不同的平臺上被應(yīng)用，他們尋找一個值得信任的平臺方案幫助他們解決供電方面的需求。
• 快速設(shè)計，驗(yàn)證以及配置，周期快。周期快是現(xiàn)在汽車廠商以及Tier One面臨的挑戰(zhàn)之一，作為上游的廠商，設(shè)計驗(yàn)證配置能夠在短時間內(nèi)完成，可以幫助客戶在日新月異的競爭中更有優(yōu)勢。
• 安全可靠，無單點(diǎn)故障。
• 在嚴(yán)苛環(huán)境下的耐受性。

截止到目前，MPS深耕汽車電子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)超過8年，已經(jīng)交付了超過7億的車規(guī)產(chǎn)品。面對以上挑戰(zhàn)，MPS為幫助汽車制造商實(shí)現(xiàn)其ACES目標(biāo)，除了會考慮給定產(chǎn)品的 “殺手锏”功能， 還會統(tǒng)一產(chǎn)品開發(fā)路線和整體芯片生態(tài)系統(tǒng)，精心設(shè)計產(chǎn)品使其具備更高的安全性，可擴(kuò)展性和可靠性。

MPQ88XX是一款高度集成的數(shù)字升降壓變換器，它使用MPS第六代的BCD工藝技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以使IC的功率密度高達(dá)同類芯片的5倍，布板面積降低了約3/4，幫助客戶節(jié)約將近一半的外部元器件，使整體客戶的設(shè)計時間節(jié)約30%，

為了滿足可擴(kuò)展性這一個重要需求，MPS汽車解決方案目標(biāo)定位聚焦整個系列而不是單個產(chǎn)品上。以MPQ4436為例，MPQ4436采用并聯(lián)解決方案，客戶可以采用1路輸出，雙路輸出，3路輸出，4路輸出各種供電方式。比如說下圖所示的是一個120W的設(shè)計，4片4436可以輕松幫客戶實(shí)現(xiàn)所需的供電需求。

圖：MPS自動駕駛DCU電源子系統(tǒng)設(shè)計框圖

MPS采用“Power Subsystems”電源子系統(tǒng)設(shè)計，它由六種以上不同IC 組成，各個子系統(tǒng)間能和諧運(yùn)行，一部分IC是基于MPS先進(jìn)工藝技術(shù)的傳統(tǒng)電源管理產(chǎn)品，旨在提供超高功率密度，另一部分IC則是集成時序控制或電壓監(jiān)控功能的模擬產(chǎn)品。MPS已經(jīng)將汽車應(yīng)用產(chǎn)品的范圍從最擅長的DCDC電源管理產(chǎn)品拓展到精密模擬的領(lǐng)域。

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