专栏介绍
《汽车控制器拆解》专栏将分享智能汽车控制器的拆解分析，为读者呈现最新的量产控制器的参考设计及选型方案。
本文和大家一起解密上汽智己ICC智算域控制器的设计方案。本方案的智算域控制器端子主要集成了：电源、CAN和车载以太网等接口，方便智算域控域其它域控制器之间的数据交互及时间同步等功能。智算域控制器主要由：主控SOC-瑞萨R8A77971、DDR4-K4F8E3S、以太网-RTL9010、交换机-RTL9075AAD和MCU-TC397组成，基于此可实现智能驾驶、智能座舱、智能计算、智能驾驶备份功能。
1.1、背景
2021年零束启动全栈3.0架构的研发，进行进一步的集中化，其两个高性能计算单元，来实现智能驾驶、智能座舱、智能计算、智能驾驶备份功能，再加 4个区域控制，具体为智联、智算、智驾、座舱四个域控制器。
全栈3.0架构的特点：
①、数据驱动：与之前的版本相比，全栈3.0更加强调数据驱动的策略，实现了从软件启动到数据驱动的质变。
②、“中央大脑+区域控制”策略：通过引入“中央计算+区域控制”的策略，零束科技重新定义了电子和通讯架构、融合感知架构，以实现智能车全生命周期数据闭环。
③、产品应用：全栈3.0架构已经成功应用于智己L7、飞凡R7等车型，实现了批量交付用户。
1.2、智算域控制器功能
数据处理：负责车辆内部各种传感器、控制器等产生的大量数据的收集、处理和存储。
决策支持：基于收集到的数据，为车辆的智能驾驶、安全控制等提供决策支持，确保车辆在各种路况和驾驶模式下都能安全、稳定地运行。
系统优化：通过持续学习和优化，提高车辆的性能和效率，降低能耗。
外壳金属背面
外壳金属正面
智算域控制器正面及端子图
智算域控制器端子主要集成了：电源、CAN和车载以太网等接口，方便智算域控域其它域控制器之间的数据交互及时间同步等功能。
智算域控制器背面图
智算域控制器主要由：主控SOC-瑞萨R8A77971、DDR4-K4F8E3S、以太网-RTL9010、交换机-RTL9075AAD和MCU-TC397组成。
4.1、智算域控制器SOC模块
R-Car M3简介
R-Car M3 可广泛应用于需要中端计算的汽车应用中，例如车载娱乐信息系统、低端集成驾驶舱、联网网关、中央服务器。
特征
4.2、智算域控制器存储模块
特性：
LPDDR4技术：作为一款突破性产品，三星的LPDDR4不仅数据传输速度更快，而且能耗更低，为超薄设备、人工智能（AI）、虚拟现实（VR）和可穿戴设备提供了更多设计方面的选择。
存储容量：根据型号的不同，这款产品通常有8GB的存储容量。
封装规格：具体的封装规格可能因型号而异，但通常是BGA（球栅阵列）封装。
4.3、智算域控制器-MCU模块
英飞凌AURIX TC397简介
TC397属于英飞凌 AURIX 2G系列产品，该系列MCU具备多达六核的高性能架构，美国内核的时钟频率最高达300MHz,科实现高速的计算能力；在存储方面，该系列产品最大支持16MB Flash,并具有A/B切换功能，可以便捷的实现空中下载软件更新功能--SOTA；在功能安全方面，该系列MCU最多配备了4个锁步核，符合ISO 26262功能安全D级；且还内置了硬件加密模块-HSM，非常使用自动驾驶领域。
TC397特点
特点 | 内核：6 TriCore™ 运行频率为300 MHz（具有4个锁步核，可提供4000 DMIPS） Flash：16 MB闪存/ECC保护 RAM:高达6.9 MB的SRAM/ECC保护 PHY:1 Gbit以太网 外设：12xCAN FD、2xFlexRay、12xLINs、4xQSP、2xI²C、25xSENT、6xPSI、2xHSSL、4xMSC、1x eMMC/SDIO LVDS:8x400 Mbit/s LVDS雷达接口 SPU:2x SPU（信号处理单元），用于雷达信号处理 定时器：冗余和多样化的定时器模块（GTM、CCU6、GPT12） 加密：EVITA完整HSM（ECC256和SHA2） 封装：BGA-292包装 功能安全：根据ISO 26262/IEC61508开发并记录，以支持高达ASIL-D/SIL3的安全要求 AUTOSAR：AUTOSAR 4.2支持 电源：单电压电源5 V或3.3 V 温度：165°C结温 |
4.4、智算域控制器以太网/交换机模块
4.4.1、交换机-RTL9075AAD
关于瑞昱
瑞昱半导体股份有限公司(Realtek Semiconductor Corporation)是全球顶尖的IC供货商之一，设计和开发有线及无线通信网络、计算机外设和多媒体应用领域的各种IC产品。产品包括10/100/1000/2500M以太网络控制芯片/PHY收发器、10/100/1000M以太网络交换器/光电转换器、SoC/闸口控制芯片、无线网络控制芯片，及AP/路由器SoC、DSL芯片组、VoIP、蓝牙、xPON、物联网解决方案、车用以太网络解决方案、消费型和PC应用的高传真音频解决方案、卡片阅读机控制芯片、网络/IP摄影机控制芯片、LCD监视器控制芯片/电视控制芯片与家庭娱乐中心解决方案。瑞昱是拥有RF、模拟和混合讯号回路领域的先进设计专家，还有优异的制造与系统知识，为客户提供全功能、高效能而且具有竞争力的整体解决方案。
瑞昱RTL9075AA系列产品是全球第一颗高端口数车用以太网络交换器控制芯片，其整合了100BASE-T1 PHY和1000BASE-T1 PHY，支持车用信息娱乐和数据传输应用时的音频/视频桥接技术(AVB)，以及用于先进驾驶辅助系统(ADAS)和自动驾驶应用的时敏网络（TSN）。RTL9075AA系列产品同时也提供了1Gbps和5Gbps SerDes接口，并且支持PCIe上的单一 I/O虚拟化（SR-IOV）的技术，充份满足先进汽车电子电机架构的需求。
4.4.2、以太网模块-RTL9010AA
简介：
RT9010是一款低噪声、低损耗的产品，具有高达300mA的电源能力和上电复位功能。通过从2.5V到5.5V的输入操作，输出电压的范围是从1.2V到3.6V。
RT9010具有2%的精度、极低的压降（240mV@300mA）和极低的接地电流。关闭电流接近零电流，适用于电池电源设备。其他功能包括电流限制、超温、输出短路保护。
RT9010具有短路热折回保护功能。当发生输出短路（VOUT<0.4V）时，RT9010将其OTP跳闸点从165°C降低到110°C，为最终用户提供最大的安全性。
特点：
特征 | 宽工作电压范围：2.5V至5.5V 低噪声射频应用 无需噪声旁路电容器 线路/负载瞬态中的快速响应 TTL逻辑控制的关闭输入 低温度系数 300mA LDO输出 高精度±2% 短路保护 过温度保护 电流限制保护 短路热折返保护 微小TSOT-23-6封装 符合RoHS，100%无铅 |
4.5、智算域控制器-安全加密模块
Mizar TTM300是一款面向汽车电子领域的灵活、可靠、安全、合规的加密芯片产品。
特征：
标准和认证 | - EVITA 硬件安全模块Full级架构设计 - AEC-Q100等级1要求 - 国家密码局安全芯片等级2级 |
产品特性 | - ARM® SecureCore® SC300™ 32-Bit RISC Core，60Mhz - 92.0DMIPS (Dhrystone v2.1)； - Memory Protection Unit (MPU)； - 24-bit SysTick 定时器； - 3.3V 供电 - 工作温度范围：-40℃ - 125℃ - 封装LQFP-64, QFN-64（TBD） |
安全特性 | - 具有硬件 “信任根”防篡改检测功能，物理屏蔽层防护设计，抗侧信道攻击防护设计 - 内部集成国际标准和中国国家密码局标准的硬件密码算法单元 - 4路独立TRNG - 硬件加密Flash，密钥加密安全存储 - 看门狗定时器(WDT) - 高/低电压异常检测 - 温度异常检测 |
密码算法单元 | - RSA（up to 2048 bits） - ECC-256 - SHA-256 - AES - DES - SM2 - SM4 - SM3 |
系统保护 | - 每颗芯片均有32位唯一的序列号 - 完善的生命周期状态管理 - 使用国产密码算法的系统安全启动 |
通信特性 | - 4路SPI - 2路I2C - 2路GPIO - 多种类、可配置 IO 连接实现更优性能和灵活性 |
存储器 | - 512KB 内部 Flash，支持ECC - 160KB SRAM - 安全 ROM |
4.6、智算域控制器-电源管理模块
4.6.1、PC33PF-8100A
简介：
PF81/PF82 PMIC系列专为高性能处理应用而设计，如娱乐中控、车载信息服务、仪表板、汽车网络、ADAS、视图和传感器融合。
提供两个版本来满足不同的市场需求：
带功能安全的PF82，符合ISO 26262标准，为ASIL-B (D)汽车应用提供强大而灵活的解决方案。
PF81是该产品的基础版本，具有电源管理和数字控制功能，没有功能安全，适用于不需要符合ASIL-B规范的系统。
系统特性
特点 | 描述 |
系统特性 | 最多7台高效的降压转换器； 带负载开关选项的4个线性稳压器； RTC电源和纽扣电池充电器； 看门狗定时器/监测器； 达到ASIL B安全级别的监测电路； 一次性可编程(OTP)器件配置； 3.4 MHz I2C通信接口； 56引脚8 x 8 QFN封装； 支持i.MX 8、i.MX 8X、LA1575、LS1043A、LS1046、S32V和S32V234 MCU； 输出电流：10A； 快速的PMIC启动； 无缝处理器接口的高级状态机； 高速I2C接口和输入控制(3.4MHz)； PGOOD监测器； 用户可编程的待机和关机模式； 可编程的软启动顺序和关断顺序； 可编程的稳压器配置； 用于智能系统监测/诊断的24通道模拟多路复用器 |
PF82内部框图如下：
4.6.2、FS85
简介：
FS85/FS84 是一款汽车功能安全多输出电源集成电路，专注于雷达、视觉、ADAS 域控制器、无线电和信息娱乐应用。芯片包括多个开关模式和线性电压调整器，增强的安全功能和故障安全输出。这使得它完全成为一个面向安全系统的一部分，达到 ASIL D 安全完整性级别。
主要性能特征如下：
①、最高 60 V 的输入电压适配汽车和卡车市场；
②、多路 SMP 和 LDO 以提供给 S32 微控制器和其他更多需求；
③、待机模式和睡眠电流非常低（10µA）；
④、32 位 SPI 和 IDC 与 CRC 接口；
⑤、适用于有独立安全监控装置的 ASIL D 系统设计。
FS85 内部框图如下：
成本估算
瑞萨R8A77971 * 1 | 300 |
DDR4-K4F8E3S * 2 | 28 |
以太网-RTL9010 * 1 | 35 |
交换机-RTL9075 * 1 | 50 |
MCU-TC397 * 1 | 150 |
电源-FS85 * 1 | 50 |
电源-PC33PF-8100A * 1 | 40 |
车载安全芯片-Mizar TTM300A2T * 1 | ** |
约1000RMB |
更多详细域控图片:
本专栏将持续拆解国内外最新的控制器方案，包含但不限于智驾、座舱、中央计算、车身域控、底盘域控、动力域控。
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即将推出的包括：
智驾域控制器
：大
疆车载域控、仰望U8域控、理想L8域控
座舱域控制器：小米SU7、梅赛德斯奔驰E300、极氪007、零跑四叶草
