瑞萨电子下一代车用计算机VC4：具有R-Car ecosystem合作伙伴支持的成功产品组合

　　通用开发平台

　　该通信网关ECU被视为汽车用户的通用开发平台。这种类型的平台通常需要由多个Arm® CPU的集群来提供应用程序性能。

　　除此以外，该ECU还需要实现传统32位微控制器的实时性能，来承载典型的汽车通信接口和高达ASIL D的安全性能。在过去，这需要在PCB板上混合多个芯片。现在使用R-Car S4，由一个芯片实现一切成为可能。这可以大大降低成本，并通过新的集成功能来提高处理性能。

　　上层软件兼容性

　　R-Car S4解决方案使得开发人员可以重复使用现有R-Car Gen3 SoC和RH850 MCU项目中超过80%的软件代码。支持的软件包包括各种驱动程序和基础软件，例如Linux BSP或Hypervisor。

　　VC4基于完整的瑞萨芯片组。核心是R-Car S4具有8个Cortex? A55内核、1个Cortex? R52内核、2个RH850 G4MH，提供高达27K DMIPS应用程序性能以及高于5.3K DMIPS锁步实时性能。它包含一个8MB SRAM存储，可在G4MH内核上以低延迟执行代码。拥有丰富的汽车接口选择，包括集成的3端口以太网交换机、16x CAN FD、8x LIN、4x SENT、1x FlexRay、2x PCIe V4.0，可实现车内的广泛连接。与强大的瑞萨PMIC组件RAA271041和RAA271005一起提供先进的电源控制，以支持始终开启、循环运行和挂起至RAM模式的极低功耗操作。当电池电压在启动瞬态下降低至2.5V期间，RAA271041器件支持降压级。RAA271005具有一个集成的12位SAR ADC，用于监控外部信号。最后，高精度计时设备RC21012和5P35023将为所有设备提供精准的时钟。它是在网关、汽车服务器或区域控制应用程序中使用R-Car S4评估新E/E架构的理想平台。

　　性能

　　主要特征

　　基于R-Car S4 SoC的网关解决方案

　　符合汽车标准的组件（定时芯片和电源管理芯片）

　　高耐用性金属外壳

　　温度范围-40°C至85°C

　　输入电压范围2.5V至40V

　　唤醒支持

　　片上实时时钟

　　接口

　　100BASE-T1

　　1000BASE-T1

　　1000BASE-RH

　　2.5GBASE-T1

　　CAN/CAN FD

　　FlexRay

　　LIN

　　SENT

　　PCIe

　　模拟输入

　　Ecosystem合作伙伴网络

　　得益于我们的R-Car ecosystem合作伙伴网络，像这款车用计算机VC4这样的复杂设计是一个积极的案例，可以让所需的硬件以及软件解决方案以可承受的时间投入市场。

　　VC4由1000多个半导体零件和分立元件组成，如今在市场供应有限的情况下，拥有如此良好的合作伙伴网络是有益的。对于VC4的开发，我们有几个合作伙伴为我们提供技术和部件支持。Marvell在高速以太网网络端口1000BASE-T1和2500BASE-T1上为我们提供了支持。88Q4364 PHY是一种收发器，它实现了IEEE 802.3ch标准定义的2.5G/5G/10GBASE-T1的以太网物理层部分。对于这种高速通信，需要Epson提供的非常精确的计时设备。他们有一个用于汽车应用的晶体单元。

　　借助VC4，我们还首次将光学以太网接口集成到汽车评估板中。KDPOF与我们共享了他们根据IEEE 802.3bv的1000BASE-RH收发器，它也涵盖了我们正在研究的温度范围。光纤收发器需要一个特殊的接头将光纤连接到收发器的发光二极管，这是由MD-Elektronik提供的。

　　除了新的高速接口，我们还引入了新的低速技术。IEEE开发了10BASE-T1S技术来满足100Mbps以下的速度需求。Microchip提供带有SPI接口的特殊10BASE-T1S收发器，可轻松连接到R-Car S4。该以太网接口需要一个共模扼流圈（CMC）用于信号耦合，由TDK提供。

　　Rosenberger的H-MTD连接器提供了所有以太网连接器，特别是用于汽车，需要与主锁和辅助锁的可靠连接。启动闪存由Macronix提供。OctaBus? Flash MX25UW51245G具有高读取访问性能，可实现快速启动。MX25UW51245G独特的Read-While-Write功能有助于简化固件更新操作。Linux操作系统预置在合作伙伴Western Digital提供的高性能UFS V3.1内存上。

　　利用这一全面的合作伙伴组合，我们能够开发和批量生产VC4。然而，与硬件组件一样，拥有潜在合作伙伴以进行高质量软件开发也很重要。我们与Elektrobit一起开发了一个软件框架，允许在Autosar工作流程中使用嵌入式以太网交换机。借助在EB Tresos Studio中进行的扩展，对瑞萨电子提供的BSW和MCAL的适配，客户可以配置以太网IP路由规则。这些规则由硬件中的RSWITCH2 IP处理，并在没有任何CPU交互的情况下实现低延迟路由。通过这些扩展，强大的以太网功能在操作中变得简单且用户友好。