面向汽车驾驶系统的安全单片机

汽车的电子化促使安全功能也加速进化，为了实现更高的安全功能，以及为了对增大的信息量和多种安全功能的配合进行正确“判断”，瑞萨电子开发出了RH850/P1x-C单片机。RH850/P1x-C是一种在满足高度安全需要的同时能够进行协调控制的多合一单片机。它将来自多个相机和传感器的信息进行一元化处理以驱动控制系统和促动器（Actuator）等。

以往，复杂的控制都是通过将安装在每个传感器上的单片机连接后进行处理的。这种方法不仅使信息交换的处理变得更加复杂，也使在单片机之间进行交换的信息安全管理变得繁杂，而且由于硬件的增加还将导致功耗增大以及因零部件数量的增加而导致成本增加等问题，因此只被用于极少部分的车型中。采用处理能力强而且具有丰富的I/O的RH850/P1x-C单片机，可应用于更加广泛的车型并能进行高度的处理。

RH850/P1x-C单片机获得了车载系统功能安全国际标准“ISO 26262” 中规定的最高安全级别“ASIL-D”的认证，车载安防方面也实现了相当于EVITA Medium级别的安全要求。EVITA是欧盟的一个车载安防的研究项目，用于开发车载网络的安全规格。因连接车载网络的装置不同其安防水平也不相同，连接多个ECU的装置需要搭载满足EVITA Medium规定的硬件保护模块(HSM，hardware security modules)。

为了高速且正确地处理来自传感器的大量信息，并确保其高可靠性，CPU内核（以240MHz运行）采用了双核锁步(Dual Core Lockstep)方式。因此，虽然看上去像是单核，但实际上是以锁步结构连接着两个核，在确认得出相同结果后再运行（图1）。通过采用双核锁步方式和场逻辑(field logic) BIST（机器在组装后为了发现故障而进行的逻辑电路自我测试）技术，实现了功能的安全性。程序用的闪存最大为8MB，所以具备搭载大规模的识别及控制程序的能力。而且，数据闪存（data flash）为192KB、RAM为1MB。当然，主要部分仍由ECC（错误检查和纠正）提供安全保护。

 

为了进行安全地协调控制，接口除了CAN（预计支持下一代安全方式）、FlexRay之外，还备有车载以太网。而且还将搭载面向车载传感器的接口SENT（Single Edge Nibble Transmission，单边半字节传输协议）和数字设备用的接口CSIH（时钟同步式串行接口H）。无论是传感器还是其他类型的单片机都可以很容易地连接（图2）。RH850/P1x-C通过最新的40nm工艺制造而成，功耗为0.9W（最差值），不需要特殊的散热装置。保证最高运行温度（节温度、Tj）为150℃，可以在高温环境下使用。

 

RH850/P1x-C单片机为系列产品，可以根据不同目的而使用不同结构的单片机。RH850/P1M-C单片机由单核构成（由于采用双核锁步方式，物理上装备了两个核），适合用于对控制ECU等进行个别控制。而RH850/P1H-C单片机由双核构成（具有相同的4个核），用于进行协调控制。由于系列产品可使用相同的指令集，而且从控制ECU到协调控制都进行支持，实现了软件资产的有效利用。

另外，瑞萨电子对通过高画质来识别周围物体的全景（全方位）监视系统的R-Car族产品进行了展开，将之与RH850/P1x-C单片机结合使用，从感测周围物体到车辆控制网关以及个别的安全控制系的ECU，都提供解决方案（图3）。

 

由于RH850/P1x-C的出现，将来通过更加精炼的固件便可强化汽车的安全功能。