汽车芯片将从MCU转至SoC新时代

福特（FordMotor）在198 年首次于Escort车系导入16位元英特尔（Intel）（）为基础的引擎喷射系统，而汽车产业发展至今，市面上许多高阶汽车已搭载超过100个，而当初的Escort仅搭载1个微处理器。

据SemiconductorEngineering站报导，汽车内部系统控制所用的电子控制单元（ECU）设计，这些规范都随时间不断演进。福特汽车旗下创新部门全球执行长JimBuczkowski表示，汽车的基本系统历史悠久，并随着时间全面电子化且整合，像是窗户从手摇式、电动式、演变到今日的智能型窗你现在答应回来户。

最早的系统各自独立运作，灯光、门锁、传动、防锁死煞车等功能的控制器系统均不同，而现在厂商则渐渐把这些孤立的系统整合起来。整合的第一阶段是达到资讯分享，像是感测汽车行驶速度而自动锁上的门锁，得将传动控制系统与传输变化等系统连接成一路，相互沟通、分享不同电子控制模组系统之间的讯号。

汽车厂商早已跳脱独立控制系统，导入控制器区域路（ControllerAreaNetwork；CAN），未来也可望搭载乙太路等高速通讯路，用以传输庞大资料与讯号，整合更多微控制器功能在同一个单位当中，同步处理许多不同作业，不但降低成本也改善效能。

传统ECU主要以MCU作为基础，相较之下，先进驾驶辅助系统（ADAS）等新型系统需要不同的系统设计，因为其效能需求完全在不同层次。此外，ECU拥有更强大的核心，而MCU无法继续支持这些系统运行，尤其是相机为基础的系统。

而半导体公司正针对这类ECU做系统单芯片（SoC）设计，因而拥有许多SoC的IP，必须透过28纳米等进阶制程技术才能实现这些SoC。

SoC为基础的ECU设计与MCU为基础的设计大不同，因为MCU是现成、标准型装置，因此有各式各样的工具供选用。然而，SoC并非标准装置，因此得先选用适当的IP来打造SoC，而对于OEM而言，工具环境则较无受限。

一台汽车内一般有50个以上的ECU，而ECU里面又有多重PCB与多重MCU、电源、类比等半装置。Arteris执行长认为ECU可多达145个，而多半是MCU。每个主要的子系统都拥有1个SoC，而多数功能由MCU执行。目前改变趋势在于，汽车现在由更大的、专门的子系统组成，而即时更新的最好方式就是透过SoC。

电动汽车大厂Tesla并没有强迫所有厂商一同电子化，但Tesla的策略迫使汽车厂商重新思考汽车组成的方式。汽车的电子架构得重新设计，才能即时更新，得部署于整个汽车系统内，而软体也得重新构思。

除了一般条件限制、操作模式、政府规范等挑战之外，目前ECU设计的最大挑战之一，是在成本与电力、温度条件限制之下，让高效能处理器达到安全功能标准。此外，现代汽车由至少1亿个原始码组成，而这些程式原始码由不同公司与团队设计，且得符合高需求标准与安全系统，软体复杂度也成为一大挑战。

然而，汽车产业很大一部分由汽车厂商主导，而一级（Tier1）与二级（Tier2）供应商往往对汽车厂商的要求有求必应。近年ECU设计很大变化之一是汽车开放式系统架构（AUTOSAR）系统建构，替汽车厂商定义标准设计方式，让厂商可以针对E不会弃奖。 ”他还透露CU软体定义立下标准、沟通方式、资料类型与讯息等等。

AUTOSAR也让汽车厂商与供应商有更多的讯息交换，将独立ECU样本以数位格式传送给一级供应商作为数位规格标准。汽车产业与一般消费性市场不同，得注意许多安全需求与政府规范，因此，从传统引擎转型至电子系统的过程也较为繁琐。