恩智浦推出全球首款16nm汽车MCU

恩智浦半导体发布了全新S32K5系列汽车微控制器（MCU），这是汽车行业首款带有嵌入式MRAM的16nm FinFET MCU。S32K5 MCU系列将扩展恩智浦CoreRide平台，为可扩展的软件定义汽车（SDV）架构提供预集成的区域控制和电气化系统解决方案。

据恩智浦介绍，S32K5系列采用Arm® Cortex® CPU内核，运行速度高达800 MHz，并通过16nm FinFET工艺提供高能效的应用性能。优化的加速器可用于减轻关键工作负载，包括网络通信转换、信息安全和数字信号处理。S32K5集成与恩智浦S32N汽车处理器共有的以太网交换机内核，提供一个成熟的网络解决方案，可简化网络设计并实现软件复用。

恩智浦S32K5 MCU系列将于2025年第三季度开始提供样品，这也表明恩智浦朝着分区架构和软件定义汽车又前进了一步。

S32K5：使用MRAM代替闪存

S32K5中最重要的架构变化之一是使用嵌入式 MRAM 代替传统的嵌入式闪存。在此过程中，恩智浦绕过了 28nm 节点，直接从 40nm 过渡到 16nm FinFET，这种转变需要选择一种能够提供高速写入、耐用性和长期可靠性的非易失性存储器技术。

恩智浦半导体资深副总裁兼汽车微控制器总经理Manuel Alves表示：“当达到 16 纳米时，嵌入式闪存就不再是一种选择。从本质上讲，16 纳米没有闪存技术。当时我们有几个选择，而MRAM凭借可靠性、耐用性和写入速度被选择。”

值得注意的是，MRAM的写入速度接近每秒 8.8 MB，写入速度比嵌入式闪存技术快 15 倍以上。这一改进直接提高了无线 (OTA) 更新性能，减少了制造和现场重新编程 ECU 所需的时间。此外，闪存需要先擦除后写入的周期，而 MRAM 则不需要，数据更新的主要瓶颈被消除。同时，MRAM 的耐久性评级高达一百万次写入周期，再加上 20 年的数据保留期，保证了汽车环境中的长期可靠性。

MRAM 既可以充当持久存储，又可以作为系统内存的扩展，这无疑为汽车制造商提供了在区域架构内管理实时数据结构的新可能性。

S32K5技术架构：软件定义、硬件强制隔离

S32K5集成了软件定义、硬件强制隔离架构，能够实现安全可靠的分区，确保可以集成高达 ASIL-D 的安全应用程序，而不会影响安全性或性能。

S32K5通过将 CAN 加速器加入到专用硬件中，可进一步降低系统级处理开销，从而将 CAN 到以太网和 CAN 到 CAN 的转换功能卸载到专用硬件中。此设计可有效降低主处理核心上的网络堆栈复杂性，提高整体性能并降低功耗。

S32K5采用异构计算架构，平衡 Cortex-R52 和 Cortex-M7 内核以执行计算和控制任务。专用的 Cortex-M4 低功耗引擎以 200 MHz 运行，可在待机模式下实现高效电源管理，从而实现对不断增加工作负载的MCU的有效管理。

S32K5通过XRDC机制整合了硬件强制隔离，允许将 ECU 功能隔离到独立的执行域中。在Vieira看来，S32K5已经实现了所谓的XRDC，即在软件中定义独立计算或应用程序域但在硬件级别执行，支持用户隔离内核、内存甚至外围设备，以确保安全关键型应用程序和优先级低的任务不会互相干扰。

S32K5将扩展CoreRide平台

S32K5 MCU系列将扩展恩智浦CoreRide平台，为可扩展的软件定义汽车（SDV）架构提供预集成的区域控制和电气化系统解决方案。

恩智浦CoreRide平台集成了恩智浦的S32计算、网络、系统电源管理以及来自全球领先汽车软件供应商的中间件、操作系统和其他软件，包括Accenture ESR Labs、ArcherMind、Blackberry QNX、Elektrobit、ETAS、Green Hills Software、Sonatus、Synopsys、TTTech Auto、Vector Informatik GmbH和Wind River、Valeo等一级供应商及富士康等集成服务提供商。

此外，S32K5还配备专用的 eIQ® Neutron 神经处理单元 (NPU)，支持机器学习算法能够在车辆边缘对传感器数据进行节能、实时处理。结合恩智浦最新的安全加速器，S32K5能够在车辆的整个生命周期内安全可靠地部署新功能，从而使车辆的制造和所有权受益。

Arm汽车业务线汽车产品与软件解决方案副总裁Suraj Gajendra表示：“为了在软件定义汽车（SDV）中提供极致的驾驶体验，汽车制造商需要采用Zonal架构。恩智浦的S32K5 MCU利用Arm Cortex技术，不仅可实现这种创新，而且能保证高水平的功能安全。”