مدونة الشركة حول إنفينيون SAK-TC399XX-256F300S BD 32-بت أحادي الشريحة للسيارات AURIX™ TC3 MCU

شركة شنتشن مينغجيا دا للإلكترونيات المحدودة تزود وتعيد تدوير معالج Infineon SAK-TC399XX-256F300S BD 32-بت أحادي الشريحة من الدرجة السيارات AURIX™ TC3 MCU.

إن Infineon SAK-TC399XX-256F300S BD هو متحكم دقيق (MCU) متطور أحادي الشريحة 32 بت من الدرجة السيارات ضمن سلسلة AURIX™ TC3. مبني على بنية مبتكرة متعددة النوى وتقنية ذاكرة فلاش مدمجة بدقة 40 نانومتر، وهو مصمم خصيصًا لتلبية المتطلبات الصارمة لقطاع إلكترونيات السيارات من حيث الأداء العالي والأمان العالي والموثوقية العالية. إنه قابل للتطبيق على نطاق واسع في سيناريوهات التحكم الأساسية في الجيل الجديد من المركبات الذكية وهو أحد المنتجات الرائدة لشركة Infineon التي تم إطلاقها لدعم الانتقال نحو كهربة السيارات والذكاء. باعتباره متحكمًا دقيقًا AURIX™ من الجيل الثاني، يقدم هذا الشريحة ترقيات شاملة في قوة الحوسبة والذاكرة والاتصال والأمان. وهو يتوافق تمامًا مع معايير السلامة في السيارات مثل ISO 26262، مما يوفر دعمًا مستقرًا وفعالًا لقوة الحوسبة الأساسية لأنظمة التحكم الإلكترونية في السيارات.

أولاً. تحديد موقع المنتج الأساسي وفلسفة التصميم

يركز SAK-TC399XX-256F300S BD على التطبيقات الحرجة للسلامة من الدرجة السيارات. مع فلسفة تصميم أساسية تتمثل في "التعاون متعدد النوى عالي الأداء + حماية أمنية شاملة + قابلية توسع وتكيف مرنة"، فإنه يحل المقايضة التقليدية بين قوة الحوسبة والأمان في وحدات التحكم الدقيقة. يدمج هذا الحل أحادي الشريحة معالجة متعددة النوى، وذاكرة ذات سعة كبيرة، ومجموعة غنية من واجهات الأجهزة الطرفية ووحدات الأمان المادية، مما يمكّنه من التعامل مع مهام التحكم المعقدة دون الحاجة إلى شرائح مساعدة إضافية. هذا يبسط بشكل فعال تصميم الأجهزة لأنظمة التحكم الإلكترونية في السيارات، ويقلل من تكاليف البحث والتطوير ومساحة تخطيط لوحة الدوائر المطبوعة، مع تلبية المتطلبات الأساسية لصناعة السيارات للاستقرار طويل الأمد، والمناعة ضد التداخل، والتكيف مع درجات الحرارة الواسعة. إنه مناسب لمجموعة كاملة من التطبيقات، من مركبات محركات الاحتراق الداخلي التقليدية إلى مركبات الطاقة الجديدة، ومن التحكم الأساسي إلى أنظمة مساعدة السائق المتقدمة.

ثانياً. الميزات التقنية الرئيسية لـ SAK-TC399XX-256F300S BD

بنية متعددة النوى وقوة حوسبة قوية

يستخدم SAK-TC399XX-256F300S BD بنية معالج TriCore™ 32 بت متقدمة بستة نوى، تعمل كل نواة بتردد يصل إلى 300 ميجاهرتز، ويدمج أربع نوى تحقق إضافية، مما يوفر قوة حوسبة إجمالية تصل إلى 4000 DMIPS. يمتلك قدرات معالجة إشارات رقمية (DSP) قوية، ويدعم عمليات النقطة العائمة والثابتة، وهو قادر على التعامل بكفاءة مع مهام التحكم في الوقت الفعلي التي تتضمن خوارزميات معقدة في أنظمة إلكترونيات السيارات، مثل التحكم في مجموعة نقل الحركة، وضبط الهيكل، وبيانات أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS). تدمج بنية TriCore™ بشكل مبتكر معالجة RISC، وقدرات DSP، والذاكرة المدمجة والتحكم في الأجهزة الطرفية، مما يحقق توازنًا مثاليًا بين قوة الحوسبة وكفاءة الطاقة. مقارنة بالجيل السابق، تم تعزيز الأداء الحسابي بشكل كبير، مما يمكّنه من التعامل بسهولة مع متطلبات تعدد المهام المتزامنة وضمان الاستجابة في الوقت الفعلي لأنظمة التحكم.

تخزين بسعة كبيرة وحماية موثوقة

من حيث الذاكرة، يتميز SAK-TC399XX-256F300S BD بما يصل إلى 16 ميجابايت من ذاكرة الفلاش المدمجة و 6.9 ميجابايت من ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة (SRAM). جميع مناطق الذاكرة مجهزة بوظيفة ECC (تصحيح الأخطاء والتحقق منها)، والتي تكتشف وتصحح أخطاء البيانات بفعالية أثناء التخزين، مما يعزز بشكل كبير موثوقية تخزين البيانات ويمنع فشل النظام بسبب شذوذ البيانات. على وجه التحديد، تدعم ذاكرة الفلاش تخزين البرامج وترقيات البرامج الثابتة، بما في ذلك وظيفة ترقية A/B Swap عبر الهواء (OTA)، مما يسهل الصيانة اللاحقة والتكرارات الوظيفية لأنظمة إلكترونيات السيارات؛ توفر ذاكرة SRAM دعمًا عالي السرعة لذاكرة التخزين المؤقت لمعالجة البيانات في الوقت الفعلي، مما يضمن عمليات قراءة/كتابة البيانات بكفاءة. علاوة على ذلك، تدمج الشريحة كتلة قابلة للتكوين من قبل المستخدم (UCB)، مما يسمح بتكوين معلمات مثل عنوان بدء البرنامج وتمكين وظيفة HSM وفقًا لمتطلبات المستخدم، وبالتالي التكيف بمرونة مع احتياجات المشاريع المختلفة. في الوقت نفسه، توفر مناطق الذاكرة الخاصة المدمجة (مثل PSPR و DSPR) سرعات وصول سريعة وعزلًا ماديًا، مما يجعلها مناسبة للتخزين والمعالجة الفعالة للبرامج والبيانات الهامة.

نظام حماية أمني شامل

كمتحكم دقيق حرج للسلامة من الدرجة السيارات، يلتزم SAK-TC399XX-256F300S BD بشكل صارم بمعايير ISO 26262/IEC 61508، ويدعم أعلى مستوى سلامة ASIL-D، ويتميز بآلية حماية أمنية مادية شاملة. تدمج الشريحة وحدة أمان مادية (HSM) كاملة (مستوى EVITA الكامل) ووحدة تشفير مفتاح عام (PKC) مدمجة، مما يتيح تسريعًا ماديًا لخوارزمية SM2 الوطنية الصينية. كما أنها تدعم عمليات تشفير المنحنى الإهليلجي المختلفة، بما في ذلك NIST و Brainpool، مما يوفر دعمًا على مستوى الأجهزة لتشفير البيانات، والمصادقة على الهوية، وحماية العبث بالبرامج الثابتة في أنظمة إلكترونيات السيارات، وبالتالي الدفاع بفعالية ضد الهجمات السيبرانية والتلاعب الخبيث. علاوة على ذلك، تم تجهيز الشريحة بآليات أمنية مثل نواة مقفلة، واختبار ذاتي مدمج للمنطق (LBIST)، ونوى مقفلة مكررة، مما يتيح الكشف السريع والاستجابة لأعطال النظام. هذا يضمن التشغيل المستقر للتطبيقات الحرجة للسلامة ويقلل من خطر فشل النظام.

واجهات طرفية واسعة واتصال مرن

لتلبية متطلبات الاتصال المتنوعة لأنظمة إلكترونيات السيارات، يدمج SAK-TC399XX-256F300S BD مجموعة شاملة من الواجهات الطرفية، تغطي بروتوكولات الاتصال وواجهات التحكم المختلفة المستخدمة بشكل شائع في قطاع السيارات. وتشمل هذه 1 جيجابت إيثرنت (1 GbE)، و 12 قناة CAN (بما في ذلك CAN FD)، و 2 قناة FlexRay، و 12 قناة ASCLIN، وتلبي متطلبات نقل البيانات متعددة العقد وعالية السرعة داخل المركبات وتدعم سيناريوهات مختلفة مثل ناقل الهيكل، وناقل مجموعة نقل الحركة، وناقل ADAS؛ تشمل واجهات التخزين والتوسيع 6 QSPI، و 2 I²C، و 1 I²S، و 2 HSSL، و 4 MSC، و 1 eMMC/SDIO، وتدعم توسيع التخزين الخارجي والاتصال متعدد الأجهزة؛ تشمل واجهات التحكم 25 قناة SENT، و 4 قنوات PSI5، و 1 قناة PSI5S، وأكثر من 100 قناة إدخال ADC (تدعم دقة 10 بت و 12 بت)، مما يتيح الاستحواذ والتحكم الدقيق لإشارات السيارات المختلفة. علاوة على ذلك، تدمج الشريحة 128 قناة DMA ومجموعة متنوعة من وحدات المؤقت المكررة مثل GTM و CCU6 و GPT12، مما يعزز مرونة التحكم وكفاءة معالجة البيانات في النظام.

استهلاك طاقة منخفض وتكيف مع درجات حرارة واسعة

مصمم لبيئات التشغيل المحددة لإلكترونيات السيارات، يوفر SAK-TC399XX-256F300S BD أداءً ممتازًا للطاقة المنخفضة وتكيفًا مع درجات الحرارة الواسعة. تستخدم الشريحة تصميم طاقة أحادي الإمداد، وتدعم إمدادات طاقة 5 فولت أو 3.3 فولت، مع استهلاك طاقة تشغيل عادي أقل من 2 واط. كما أنها تدمج وحدة SCR (وحدة تحكم في وضع الاستعداد) - متحكم دقيق 8 بت يعتمد على نواة XC800، يقع في نطاق طاقة منفصل - والذي يمكن أن يعمل بشكل مستقل عندما تكون وحدة المعالجة المركزية الرئيسية مغلقة أو معاد تعيينها، مما يتيح إدارة الطاقة المنخفضة للمهام مثل الاستيقاظ عبر الشبكة ويقلل بشكل فعال من استهلاك الطاقة الإجمالي للمركبة. يمتد نطاق درجة حرارة التشغيل من -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية (مع دعم يصل إلى +150 درجة مئوية في سيناريوهات معينة)، مما يمكّنه من تحمل تقلبات درجات الحرارة القصوى في بيئات السيارات القاسية مثل حجرة المحرك والهيكل. كما أنه يمتلك قدرات توافق كهرومغناطيسي (EMC) قوية، ويلبي معايير الاختبار الصارمة لصناعة إلكترونيات السيارات لضمان التشغيل المستقر طويل الأمد في البيئات المعقدة.

ثالثاً. سيناريوهات التطبيق النموذجية لـ SAK-TC399XX-256F300S BD

بفضل قوة الحوسبة القوية، والحماية الأمنية الشاملة، والواجهات الطرفية الواسعة، يُستخدم SAK-TC399XX-256F300S BD على نطاق واسع في مجالات أساسية متعددة لإلكترونيات السيارات. إنه مناسب بشكل خاص لسيناريوهات التحكم المتطورة الناتجة عن تطور هياكل E/E (الكهربائية/الإلكترونية)، بما في ذلك على وجه التحديد:

- وحدة تحكم مجال مجموعة نقل الحركة: مناسبة للتحكم في المحرك، والتحكم في ناقل الحركة، والتحكم في المحرك، وأنظمة إدارة البطارية (BMS) في مركبات البنزين والهجينة والمركبات الكهربائية بالكامل، مما يتيح تنظيمًا دقيقًا لإخراج الطاقة وكفاءة طاقة عالية.

- وحدات تحكم مجال الهيكل: تُستخدم لبرنامج الثبات الإلكتروني (ESP)، والتوجيه المعزز كهربائيًا (EPS)، وأنظمة التحكم في الفرامل (مثل ABS و AEB)، مما يعزز استقرار السيارة وسلامتها.

- وحدات تحكم ADAS/القيادة الذاتية: تدعم مساعدة السائق من المستوى 2 وما فوق، تُستخدم وحدات التحكم هذه لإدراك البيئة ودمج البيانات وتخطيط المسار والتحكم في اتخاذ القرار، وهي مناسبة لسيناريوهات دمج المستشعرات المتعددة التي تتضمن الرادار، والليزر، والكاميرات.

- وحدات تحكم المنطقة والبوابات: باعتبارها جوهر بنية الإلكترونيات/الكهرباء المركزية للمركبة، فإنها تتيح تبادل البيانات وإدارتها بين وحدات التحكم الإلكترونية في مناطق مختلفة. على سبيل المثال، تستخدم وحدة تحكم المنطقة في Changan Qiyuan A06 هذه الشريحة لدعم التشغيل المستقر لبنية شبكة الحلقة المركزية + المنطقة.

- تطبيقات أخرى حرجة للسلامة: تشمل هذه وحدات التحكم في الهيكل (BCM)، والتحكم في الوسائد الهوائية، والتحكم في السلامة عالية الجهد لمركبات الطاقة الجديدة، وتلبي متطلبات مستوى السلامة عبر سيناريوهات مختلفة.

رابعاً. مزايا المنتج لـ SAK-TC399XX-256F300S BD

قوة حوسبة رائدة: بنية TriCore™ بستة نوى بتردد 300 ميجاهرتز، مقترنة بأربع نوى تحقق، توفر قوة حوسبة تبلغ 4000 DMIPS. هذا يتيح المعالجة الفعالة للخوارزميات المعقدة وتعدد المهام المتزامن، مما يلبي متطلبات أنظمة التحكم المتطورة في السيارات.

السلامة والموثوقية: يدعم أعلى مستوى سلامة، ASIL-D، ويدمج وحدة أمان مادية HSM مع آليات حماية أمنية متعددة لضمان التشغيل المستقر للتطبيقات الحرجة للسلامة، ويلبي المعايير الصارمة لصناعة السيارات.

تكامل عالي: شريحة واحدة تدمج تخزينًا بسعة كبيرة، ومجموعة غنية من الواجهات الطرفية ووحدات الأمان، مما يلغي الحاجة إلى شرائح مساعدة إضافية، ويبسط تصميم الأجهزة ويقلل من تكاليف البحث والتطوير والإنتاج.

تكيف مرن: يدعم بنية برامج AUTOSAR ومتوافق مع أنظمة تشغيل وأدوات تطوير متعددة. كما أنه يتميز بقدرات تكوين UCB ومجموعة غنية من الواجهات، مما يجعله مناسبًا لسيناريوهات تطبيقات إلكترونيات السيارات المختلفة ويمكّن التوسع المرن.

تكيف بيئي قوي: مع تصميم نطاق درجة حرارة واسع وخصائص طاقة منخفضة، مقترنًا بمقاومة ممتازة للتداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، يمكنه العمل بثبات على المدى الطويل في بيئات السيارات القاسية، مما يعزز موثوقية النظام.

خامساً. ملخص لـ SAK-TC399XX-256F300S BD

كمتحكم دقيق متطور من الدرجة السيارات في سلسلة AURIX™ TC3، فإن Infineon SAK-TC399XX-256F300S BD، مع نقاط قوته الأساسية في قوة الحوسبة العالية متعددة النوى، والحماية الأمنية الشاملة، والتكامل العالي، والتكيف البيئي الواسع، أصبح المكون الأساسي المثالي لأنظمة التحكم الإلكترونية الذكية للسيارات من الجيل التالي. إنه لا يلبي متطلبات الأداء والسلامة الصارمة لإلكترونيات السيارات الحالية فحسب، بل إنه قادر أيضًا على التكيف مع تطور هياكل E/E المستقبلية للسيارات واتجاهات مساعدة السائق المتقدمة والقيادة الذاتية، مما يوفر دعمًا تقنيًا قويًا للترقية والتحول لصناعة إلكترونيات السيارات. سواء كان ذلك للتحديث التدريجي لمركبات محركات الاحتراق الداخلي التقليدية أو البحث والتطوير المبتكر لمركبات الطاقة الجديدة والسيارات الذكية، تلعب هذه الشريحة دورًا محوريًا في مساعدة الشركات على تطوير منتجات إلكترونيات سيارات أكثر تنافسية.