Freescale und Conti entwickeln Chip für elektronische Bremssysteme

München. Für die Realisierung der nächsten Generation von Brems- und Fahrwerkssystemen entwickeln der Halbleiterhersteller Freescale Semiconductor und Zulieferer Continental zusammen einen leistungsstarken, für elektronische Bremssysteme (EBS) optimierten Quad-Core Mikrocontroller (MCU).

Beide Unternehmen arbeiten gemeinsam an einem speziellen Programm namens Quasar (Quad-Core Microcontroller for Automotive Safety And Reliability), das die Rechenleistung für die nächste Generation von EBS-Produkten von Continental liefern wird. Für den ersten Baustein dieser Familie hat man vier e200z4 Prozessorkerne integriert, basierend auf der Power Architecture Technologie. Es handelt sich dabei um die erste Quad-Core Automotive-MCU mit zwei redundanten Rechenwerken in einer sogenannten Lockstep-Konfiguration.

"Der Quasar-Baustein wurde entwickelt, um einer der leistungsstärksten und intelligentesten Automotive-MCU seiner Klasse zu werden”, erklärte Adrian Traskov, Manager der IC-Entwicklung im Continental-Geschäftsbereich Chassis & Safety Electronic Brake Systems. "Die Realisierung eines Bausteins von solch hoher Komplexität wäre ohne die enge Zusammenarbeit zwischen den Entwicklungsteams bei Continental und Freescale in allen technologischen Aspekten – Halbleiterdesign, Softwaretools, Simulation, Modellierung und Hardwareplattformen – nicht möglich gewesen. Wir ziehen gemeinsam an einem Strang, um etwas zu entwickeln, von dem wir glauben, dass wir damit eine Revolution auf dem Gebiet der Multi-Core Technologie für die Automobiltechnik einläuten können."

Der hochintegrierte Baustein verfügt über die doppelte Rechenleistung aktueller MCUs, beinhaltet 4,75 MB Flashspeicher, 256 KB SRAM, sowie die von Continental entwickelte Fail-Safe-Technologie, die alle Anforderungen bezüglich ISO 26262 ASIL D und SIL3 für IEC61508-Applikationen erfüllt. Aufgrund der Symmetrie ist eine Partitionierung der Software in sicherheitsrelevante und nicht sicherheitsrelevante Anteile nicht erforderlich. Im Gegensatz zu anderen für Sicherheitssysteme verfügbaren MCUs, die auf unterschiedlichen Prozessoren für die reine Funktionalität und separaten Sicherheitstests basieren, verfügt der Quasar-Baustein über eine redundante Zweikanal-Architektur, mit deren Hilfe bei einem zufälligen Hardwarefehler ein Rückfall auf einen einzigen Kanal und somit eine Steigerung der Verfügbarkeit möglich ist.

Die Quad-Core Architektur ermöglicht eine laut Freescale außerordentliche Rechenleistung und prädestiniert den Baustein für ein breites Spektrum von Anwendungsgebieten im Bereich Chassis-Elektronik, bei denen sowohl eine sehr hohe benötigte Rechenleistung als auch die Ausfallsicherheit im Vordergrund stehen. Die Trennung von Sicherheitsaspekten und Funktionalität ist ein entscheidender Schritt zum "virtuellen Steuergerät“ und ermöglicht eine einfache Integration von Kundensoftware. Der hohe Integrationsgrad trägt obendrein dazu bei, Systemkosten, Leistungsaufnahme, Bauteileanzahl und Leiterplattenfläche erheblich zu reduzieren.

"Mit der Entwicklung einer auf der Power Architecture Technologie basierenden Quad-Core MCU, die ein solches Maß an Integration, Redundanz und Funktionalität aufweist, setzen wir neue Maßstäbe bei der Innovation”, sagt Ray Cornyn, Vice President Geschäftsbereich Automotive MCUs. "Der so entstandene Baustein hat das Potenzial, neue Generationen von Bremssystemen mit bisher nicht erreichter Leistung zu ermöglichen."

Im Rahmen des spezifischen Entwicklungsprogramms wurden größere Investitionen in Soft- und Hardwaretools wie Low-Level Treiber, Entwicklungstools, Evaluation-Boards und zyklengenaue Simulationssoftware für die virtuelle Prototypenentwicklung auf Systemebene getätigt. Die für die Quasar MCU-Familie eingesetzten Treiber sind konform zum Autosar 4.0-Standard.

Der aktuell auf einer 55-nm Prozesstechnologie realisierte Quad-Core Mikrocontroller ist der erste Baustein einer umfangreichen MCU-Familie, deren Roadmap nach einer Migration auf eine 40-nm Prozesstechnologie eine Verdoppelung von Leistung und Speicherkapazität vorsieht. Darüber hinaus werden auch Bausteine mit reduzierter Funktionalität erhältlich sein, die alle Anforderungen einfacher EBS-Systeme erfüllen.