汽車制造廠商在提高汽車安全性、智能化和能源效率方面臨的諸多挑戰，正在推動汽車電子不斷發展。電子器件仍然是汽車市場中增長最快的部分，大大超過了機械、氣動裝置和液壓裝置。而作為電子控制模塊（ECM）基礎的高集成度MCU產品則正在扮演著越來越重要的角色。此外，隨著市場對于汽車舒適、娛樂等應用的需求日益增長，也要求MCU集成更多的功能。

　　ECM的基石

　　電子控制模塊在一些關鍵的應用中變得越來越普遍，系統完整性因此成為一項關鍵因素。對于一些非重要性應用，如果發生故障最多只會導致一些不便，但對于事關安全的應用，一旦發生問題就可能導致事故，有時甚至會造成人員傷亡。汽車中的關鍵安全應用主要包括氣囊控制、防滑剎車和電動助力轉向、線控駕駛、線控油門、線控剎車和線控轉向。ECM在汽車中大量的使用，需要一種滿足完整性要求的分布式智能系統，可以在功率預算緊張的情況下使用，這就要采用一種基于低成本MCU的監控機制，作為系統看門狗（watchdog）。“看門狗MCU正在我們的市場開發中發揮著重要作用，”Microchip公司汽車產品部產品營銷總監Willie Fitzgerald說道。“在許多關鍵安全應用中的MCU具有大量共同特點，如16～32位計算能力、支持大內存（通常為256KB或者更大）、具有零故障可能性等等。”

　　Willie Fitzgerald：Microchip汽車電子市場的大部分收入都來自基于閃存的高集成度MCU，這類器件也是電子控制模塊（ECM）的基礎。

　　他舉例指出，具有CAN接口和USART/Enhanced USART的高性能8位MCU可滿足汽車對于主節點的要求，而對內存的要求與封裝尺寸則取決于軟件功能、CAN軟件堆疊和硬件I/O要求。另外從屬節點功能通常屬于低性能但具有成本效益的8位微控制器的范圍。“一般而言，滿足I/O需求要采用14至28引腳封裝，程序內存可以從2KB至16KB，這完全取決于控制功能的復雜程度。”

　　USB MCU

　　在汽車安全、智能性得到滿足的同時，市場對于車載信息娛樂系統的要求也逐漸提高。目前汽車電子應用中，車載音響系統開始采用USB技術，提供面向便攜式電子存儲設備如閃存盤、iPod等的數據接口，滿足消費者播放存儲在上述媒介中音頻、視頻數據的需求。NEC電子大中國區汽車電子產品市場總監趙明宇指出，傳統的車載音響系統主要以CD作為音視頻存儲主要方式，但隨著便攜影音技術的進步，各種具有海量存儲功能的便攜娛樂設備如MP3播放器等出現并迅速普及，如何將便攜式產品中的信息與車載娛樂系統共享成為車載音響設備提供商面臨的一項難題。“因此具有USB功能的MCU便應運而生了。”

　　意法半導體大中國區汽車電子部總監劉建宏也表達了同樣的觀點，但他強調，消費者除了可以通過USB增強汽車音頻系統功能外，還可以通過USB來完成黑匣子或者診斷功能。“但如何在汽車級別管理這些USB是每一個半導體廠商都面臨的挑戰。”

　　NEC電子針對這類市場應用推出了面向數字音響的AE系列MCU產品，除了能夠支持閃存盤或iPod等設備的音視頻數據播放，還提供了SD卡、藍牙等接口，同時通過將MP3、AAC等編解碼功能通過內部硬件實現，在系統易用性方面得到很大提升。

　　多核MCU

　　隨著技術的飛速發展，汽車OEM廠商也在汽車中引入了大量新興概念。一些前衛模塊，如自動泊車系統、自動駕駛系統、危險狀態自動規避系統、高清多媒體系統等逐漸作為汽車功能的新選擇。一方面是汽車向著全智能化全信息化方向發展，另一方面大量的數據處理需求使得目前的芯片性能無法確保大規模數據傳遞和處理的實時性和有效性。如果僅僅是增加系統頻率，功耗會相應大幅增長，而且對鎖向環的要求也就越高，抗電磁干擾的能力也同時下降。如何在高頻情況下保證高效節能？“多核MCU是當前解決這個問題的一個最佳方案，”趙明宇表示。“多核雖然會導致總線競爭等問題，但是它所能達到的性能提升讓廠商感到滿意。”NEC電子推出了幾款多核MCU，其中IMAPCAR系列集成了129個CPU，形成了CPU矩陣，提供更強大的性能，讓自動巡航和路況自動識別變得更容易更高效，而NaviEngine系列是4核結構，集成了3D功能，使車內多媒體系統集成度更加高，功能更加強大。

　　趙明宇補充指出：“作為模塊大腦的多核MCU自然不能缺少先進的傳感器，目前國內流行的以LIN總線為主的傳感器很可能會退出歷史舞臺，而基于CAN總線、FlaxRay總線的傳感器將會得到大規模使用。”

　　意法半導體也推出了Accordo+、Normandik、Tesco等多核產品，用于汽車音響、娛樂信息、導航以及發動機管理系統。“多核MCU是復雜應用的一個新趨勢，尤其是在車載多媒體系統中，多核極具成本價格優勢，”劉建宏表示。

　　臺灣地區廠商盛群半導體專案副理許木機認為，多核MCU通常是為了同時進行多項不同演算與控制功能而產生，具備高速運算與多任務系統效能，當然，芯片本身與系統開發的成本與復雜度也會隨之增加。盛群的方向則是向系統多芯片封裝（SiP）方向發展，整合現有的IP，以最短的開發時間，提供最適用的MCU。

　　許木機：目前盛群半導體并未推出多核MCU，而是朝向系統多芯片封裝（SiP）的方向開發。

　　采用更少MCU的系統方案將勝出？

　　汽車網絡經歷了最初的沒有電子模塊到擁有大量電子模塊的階段，但有人認為不遠的將來電子模塊的數量發展趨勢是降低。這樣一個看似很矛盾的事情，其實很合理。之所以要引入大量電子模塊，主要是因為過去電子模塊功能單一，廠家不得不為了每一個功能都設計一個電子模塊，成本高，維護費用高，網絡龐大復雜且設計十分困難。隨著更高性能MCU的誕生，使得一個電子模塊可以有多種用途，這樣就精簡了網絡。NEC電子用于車身控制的V850es/Fx3系列就是這樣一個例子，它在滿足車載網關和BCM用途之外，還具備120度復雜電機控制等功能，可以代替一些子節點功能。

　　盛群半導體的許木機則表示，整合型系統級芯片是廠商追求的終極目標，但在汽車電子領域，各類型子系統所要求的芯片特性各有不同，現階段整合型芯片并不一定保證是最佳性價比的方案。MCU芯片廠商在面對各類汽車電子系統時，必須要盡可能協助整車廠商，對各類機電系統與半導體工藝進行有效結合，做出最穩定與最佳性能的調配，才能使未來的系統級芯片開發完全達到預期效能，“當然這是需要相當長期的耕耘才能完成的目標。”