智能底盤持續(xù)發(fā)展，底盤域MCU的國(guó)產(chǎn)機(jī)會(huì)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/梁浩斌）智能汽車時(shí)代，自動(dòng)駕駛、智能座艙是感知最強(qiáng)的體驗(yàn)升級(jí)。但對(duì)于汽車來說，底盤決定了乘坐舒適度和車輛動(dòng)態(tài)，甚至關(guān)系到行駛安全，底盤永遠(yuǎn)是汽車不可忽視的部分。而伴隨整車電子電氣架構(gòu)的改變，傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)底盤下，也加入了越來越多的電子部件。

可以發(fā)現(xiàn)近年智能底盤的概念正在變得越來越普遍，比如蔚來的天行底盤、上汽智己靈犀底盤、華為途靈底盤、比亞迪云輦系列底盤等，層出不窮的“營(yíng)銷詞匯”背后，實(shí)際上是傳感器、算力芯片、減震器等技術(shù)升級(jí)帶來的新特性。更多電子部件的融合，底盤域中需要用到的MCU也會(huì)更多。

線控制動(dòng)、線控轉(zhuǎn)向、懸架、底盤域控制器的國(guó)產(chǎn)機(jī)會(huì)

傳統(tǒng)汽車上，底盤實(shí)際上也有不少安全系統(tǒng)加持，比如ABS制動(dòng)防抱死系統(tǒng)、ESP車身穩(wěn)定系統(tǒng)、TCS牽引力控制系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)通過傳感器監(jiān)測(cè)車輛和車輪動(dòng)態(tài)，實(shí)時(shí)通過調(diào)整動(dòng)力分配和剎車等來保證車身的穩(wěn)定。

而舒適性的配置則是比如空氣懸架、液壓懸架、CDC減震器等，這些部件主要是為了在行駛過程中降低路面起伏對(duì)座艙乘坐穩(wěn)定性的影響。

那么智能底盤與傳統(tǒng)底盤相比，現(xiàn)階段的智能底盤一個(gè)明顯的發(fā)展趨勢(shì)是線控化。什么是線控化？首先底盤主要是由轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、傳動(dòng)、行駛幾個(gè)部分組成，以轉(zhuǎn)向?yàn)槔?，轉(zhuǎn)向部分由方向盤、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向節(jié)等零部件構(gòu)成，通過駕駛員對(duì)方向盤的控制來驅(qū)動(dòng)車輪的轉(zhuǎn)向角度。目前的汽車轉(zhuǎn)向部分基本都是物理結(jié)構(gòu)機(jī)械連接，通過液壓或電機(jī)進(jìn)行助力。

而線控轉(zhuǎn)向，就將方向盤和轉(zhuǎn)向的機(jī)械連接部分去除，轉(zhuǎn)向與方向盤實(shí)現(xiàn)機(jī)械解耦，完全通過電機(jī)來提供轉(zhuǎn)向助力和路感反饋，在方向盤側(cè)使用轉(zhuǎn)角傳感器、扭矩傳感器、回正力矩電機(jī)等部件，感知轉(zhuǎn)向角度反饋至轉(zhuǎn)向執(zhí)行電機(jī)，并通過車輪轉(zhuǎn)角傳感器和其他的傳感器反饋路感至回正力矩電機(jī)模擬真實(shí)手感。

在制動(dòng)部分，目前市場(chǎng)主流的是真空助力液壓制動(dòng)系統(tǒng)，比如在燃油車中，利用發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程需要從外界吸氣的原理，為真空助力器提供低壓環(huán)境。但顯然，在目前的混動(dòng)以及純電動(dòng)汽車中無法提供持續(xù)的真空環(huán)境，所以需要添加電子真空泵或者是采用線控制動(dòng)，通過電機(jī)直接或通過液壓管路提供制動(dòng)力。

實(shí)際上，除了電動(dòng)汽車之外，燃油車也在進(jìn)行底盤線控化的改進(jìn)，最典型的是線控油門。線控油門在燃油車上通過傳感器對(duì)油門踏板開合度的監(jiān)測(cè)，控制節(jié)氣門的開度以實(shí)現(xiàn)加速，這對(duì)于定速巡航、ACC自適應(yīng)巡航等輔助駕駛功能，都需要對(duì)油門進(jìn)行精準(zhǔn)控制，這個(gè)時(shí)候線控油門就十分關(guān)鍵。

那么在底盤線控化的過程中，由于電子部件的增加，那么價(jià)值量中電子部件的占比就會(huì)提高。根據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，在線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中，ECU成本占比會(huì)超過40%。

同時(shí)由于傳感器數(shù)據(jù)處理、算法、電機(jī)控制等需求，ECU中MCU的性能需求也更高，需要32位的高算力MCU。另一方面，因?yàn)檗D(zhuǎn)向涉及到行車安全，因此MCU需要滿足ASIL-D的功能安全等級(jí)，MCU需要有鎖步核。

與線控轉(zhuǎn)向類似，線控剎車、線控油門、線控懸架等，對(duì)于MCU的需求同樣更高，要求使用性能更高、更可靠的車規(guī)級(jí)MCU。

底盤域用到的MCU

前面提到，線控底盤中對(duì)于MCU的性能需求更高，尤其是底盤域中還包含EPS、EPB、ESC等安全控制的功能模塊，需要多個(gè)部件聯(lián)動(dòng)控制，所以對(duì)于MCU的可靠性要求極高。以往在這些關(guān)系到車輛安全的部分，比如底盤、動(dòng)力應(yīng)用中，主流的產(chǎn)品是英飛凌的TC2xx/TC3xx、ST的SR5E1系列、瑞薩RH850系列等。

他們共同的特點(diǎn)在于提供高性能且有多重安全模塊。比如在SR5 E1系列上，采用2個(gè)32位Cortex-M7內(nèi)核，分核配置，支持2個(gè)內(nèi)核并行配置或1個(gè)內(nèi)核鎖步配置；2個(gè)DMA引擎支持鎖步配置；硬件安全模塊 (HSM)上集成雙Cortex-M0+內(nèi)核，用于對(duì)稱加密的硬件加速器；具有存儲(chǔ)器錯(cuò)誤管理單元 (MEMU) 用于收集和報(bào)告存儲(chǔ)器中的錯(cuò)誤事件，以及循環(huán)冗余校驗(yàn) (CRC) 單元。

近年供應(yīng)鏈安全的倒逼之下，國(guó)內(nèi)汽車MCU廠商也開始快速踏入底盤域應(yīng)用。芯馳科技去年的高性能車規(guī)MCU E3就被搭載在CDC懸架控制器上，并在奇瑞瑞虎9、星途瑤光等車型上正式量產(chǎn)，成為了國(guó)內(nèi)首個(gè)應(yīng)用在主動(dòng)懸架的車規(guī)控制芯片。芯馳E3全系列產(chǎn)品集成了ARM Cortex R5及ARM Cortex R52+ CPU并最高配置4對(duì)鎖步主核，且內(nèi)置內(nèi)置的信息安全模塊，滿足安全啟動(dòng)、安全通信、 安全固件更新升級(jí)等需求。

紫光同芯今年8月發(fā)布了動(dòng)力底盤域控MCU THA6412，集成4個(gè)Arm Cortex-R52+@400MHz內(nèi)核，兩組內(nèi)核帶鎖步功能；集成高性能HSM性能模塊，可以支持多項(xiàng)信息安全功能，包括系統(tǒng)安全啟動(dòng)、可配置的密鑰管理、授權(quán)的調(diào)試以及存儲(chǔ)的保護(hù)，支持各種國(guó)際以及國(guó)密的加密算法等。

旗芯微去年推出支持功能安全ASIL-D的控制器芯片F(xiàn)C7300，應(yīng)用覆蓋汽車動(dòng)力、智能底盤、功能安全控制器、域控制器等領(lǐng)域。FC7300系列最高集成3個(gè)Cortex-M7內(nèi)核，2組帶鎖步功能，包含EVITA Full+級(jí)別的HSM信息安全功能支持。

另外還有國(guó)芯的CCFC300系列、杰開科技AC7840x/AC7870x、云途YTM32B1H、芯旺微KF32A1x6等，都面向動(dòng)力、底盤類的應(yīng)用，其中有一些已經(jīng)在量產(chǎn)車型或是Tier1廠商中量產(chǎn)搭載。

小結(jié)：

有一些車企和Tier1供應(yīng)商在公開場(chǎng)合提到，2026年將在一些控制器上實(shí)現(xiàn)100%的國(guó)產(chǎn)芯片應(yīng)用。按照目前的進(jìn)度，車身控制等領(lǐng)域很多國(guó)產(chǎn)MCU已經(jīng)應(yīng)用到量產(chǎn)車型上，對(duì)于功能安全要求更高的動(dòng)力、底盤等部分，實(shí)際上國(guó)產(chǎn)MCU等芯片產(chǎn)品已經(jīng)是現(xiàn)成的，只缺少大規(guī)模應(yīng)用的可靠性驗(yàn)證，相信很快在底盤域，甚至是動(dòng)力部分都會(huì)陸續(xù)導(dǎo)入國(guó)產(chǎn)MCU。