采用R-Car S4和PMIC的汽车网关解决方案

车载服务器-通信网关专用产品R-Car S4（图1）。

Fig 1： R-Car S4-8 block diagram

该器件的开发初衷是因为我们了解汽车专用半导体是如何提高现代面向软件、支持区和域ECU（电子控制单元）的E/E架构性能（图2）。

Fig 2： E/E architecture with Car Server， Zone/Domain ECU

中央服务器/通信网关让传统汽车变成拥有四个轮子的智能手机，其中一个关键功能是空中软件升级。汽车制造商可以销售新应用程序、附加汽车功能以及整个汽车生命周期内更新软件——一种蕴含巨大机遇和威胁的新商业模式。

在传统量产汽车制造商的大规模生产中，瑞萨电子是第一家进入这个不断增长的汽车服务器/通信网关市场的SoC供应商。客户选择我们的R-Car Gen3 SoC系列应用于这个领域。这些SoC专为汽车仪表/车载信息娱乐系统/驾驶座舱应用而设计的，但其集成计算和通信能力也能够满足这些应用需求。

R-Car S4逻辑承接于R-Car Gen3 SoC，集成了定制的汽车服务器/通信网关功能，并融合了R-Car Gen3 SoC和RH850/U2x MCU的最佳DNA（图3）。

Fig 3： R-Car S4 concept and key features

R-Car S4与定制化PMIC、初段稳压器和时钟芯片一起作为完整的系统解决方案，满足ASIL-D级的功能安全要求（FuSa）和优化系统功耗（图4）。

Fig 4： Car Server dedicated Renesas chipset solution

这种新的基于区和域架构的R-Car S4能让我们的客户通过更少的料单降低系统成本的同时，提高计算性能和降低功耗。特别是我们现有的R-Car Gen3和RH850客户群会得益于大量的IP复用，使得软件复用率高达88%（图5）。

Fig 5： Software re-use with R-Car S4

如果使用我们的R-Car S4，它将会大大缩短汽车制造商、Tier1和第三方软件公司的开发时间并降低成本。对比于我们的竞争对手，软件复用给我们的客户在可持续性和更快上市方面带来优势。这也使得我们的合作关系更加坚实可靠，并帮助我们的客户将工程资源放在真正的技术革新，而不是将软件从旧的电子设计移植到新设计上。

R-Car S4是瑞萨电子第四代R-Car Gen4 SoC系列产品之一，采用台积电12nm制程工艺，反映了我们在基于R-Car Gen3的客户项目运行早期阶段就已经收集了的客户具体需求。除了出色的功能安全集成外，IP和CPU内核的选择始终以性能功耗比最优作为目标。整个R-Car SoC系列产品都以最高精度制造，每一个产品都证明了我们追求高品质的设计初衷。

与R-Car S4相得益彰的是两款定制的PMIC器件。RAA271041是一款具有ASIL-D功能安全要求的初段稳压器，与之相配的RAA271005是一款具有类似ASIL-D功能安全的多通道电源管理芯片，可提供完整的系统级电源解决方案。这对PMIC专门设计用于增强R-Car S4提供的系统优势。首先，这两款PMIC器件都经过优化以提供高效率，使系统能够充分发挥R-Car S4的经功耗优化的计算性能优势。这两款设备还能够以极低的功耗运行，以实现R-Car S4集成RH850/U2A所带来的优势，即快速启动、待机和省电模式。其次，RAA271041和RAA271005还包含与R-Car S4共同开发的功能安全，用以简化功能安全集成。这两款PMIC根据ISO-26262标准开发，除了满足其自身设备的安全需求外，还包含促进系统级安全的内建自测试功能。最后，这两款PMIC是支持R-Car Gen3系列的前几代产品的后继产品，有助于广泛复用现有的开发资产，包括硬件和固件设计以及安全案例分析。

融合了R-Car S4、PMIC和时钟IC的这两个项目已经获得量产汽车制造商的好评。未来几年，使用R-Car Gen3和RH850/U2x MCU系列的新产品量产平台也不断推出，将进一步扩大瑞萨在汽车服务器/通信市场的领先地位，平台的选择取决于可扩展性和低/中/高端ECU的需求（图6）。

Fig 6： Scalable Line-up for Car Server/Communication Gateway

R-Car S4和PMIC已经开始向我们的主要客户发送样品。您可以选择多种评估板和入门套件，但需要及时预测和订购以实现最佳交货时间。在将ECU或芯片放在桌面上之前，我们的客户还可以使用第三方的虚拟软件平台 （VPF） 进行快速原型/POC设计，也可以订购“Vehicle Computer （VC2/VC3）”评估平台–“易于启动”技术支持和合作伙伴生态系统。

作者：Adam Korbel，Edward Kohler

审核编辑：郭婷