從碰撞時展開安全氣囊到啟用無鑰匙點火系統(tǒng)，車輛通過集成到 ECU 模塊中的小型但復(fù)雜的計算機來執(zhí)行許多基本功能。

　　車輛中的ECU將高性能組件集成到一個單元中，執(zhí)行動力轉(zhuǎn)向控制、緊急制動、車身控制等不同功能。

　　車輛中不同電子系統(tǒng)的示例。圖片由Chip Estimate提供
　　隨著制造商不斷推動創(chuàng)新，為下一代汽車提供更先進(jìn)的功能，瑞薩電子發(fā)布了強大的汽車虛擬化平臺，以滿足將多個ECU 功能集成到單個芯片中的日益增長的需求。
　　在討論瑞薩電子的新解決方案之前，我們首先了解一下制造商在制造 ECU 時采取的措施。
　　ECU 的一些設(shè)計注意事項
　　總體而言，ECU 集成了硬件和軟件組件來執(zhí)行其功能。ECU 的開發(fā)基于 V 模型并遵循 ISO 26262 等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
　　ECU 設(shè)計人員使用的基本組件包括微控制器 (MCU)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)、傳感器和執(zhí)行器。重要的是，微控制器特別用于為汽車功能提供高效、穩(wěn)健的性能。此外，控制車輛發(fā)動機啟動的 ECU 具有實時評估啟動扭矩的功能，以獲得發(fā)動機的即時啟動時間。
　　在 ECU 的開發(fā)過程中，設(shè)計人員遵循測試和驗證硬件和軟件組件的迭代過程，這樣做是為了檢測可能導(dǎo)致整個系統(tǒng)故障或抑制車輛駕駛時的無縫體驗的故障模式。
　　ECU 區(qū)域架構(gòu)的需求

　　由于某些架構(gòu)（例如 分布式汽車架構(gòu)）無法滿足下一代車輛的要求，因此人們的注意力正在轉(zhuǎn)向集中式架構(gòu)，在該架構(gòu)中，將眾多功能集成到單個 ECU 中。

　　區(qū)域架構(gòu)中配電模塊示意圖。
　　區(qū)域架構(gòu)中配電模塊示意圖。圖片由德州儀器 (TI)提供
　　稱為區(qū)域架構(gòu)的集中式結(jié)構(gòu)有望滿足高計算性能的需求。例如，區(qū)域架構(gòu)包括具有大處理能力的車輛計算模塊，可以執(zhí)行所有復(fù)雜的計算，而不管功能如何。
　　在區(qū)域架構(gòu)中，設(shè)計人員和工程師利用有組織的 ECU 來優(yōu)化功耗，方法是采用配電模塊，將電力有效地分配給車輛中的不同負(fù)載和 ECU。
　　此外，區(qū)域架構(gòu)有望為內(nèi)燃機車輛提供更高的燃油效率。然而，設(shè)計人員必須克服與并發(fā)應(yīng)用程序之間的干擾相關(guān)的挑戰(zhàn)，以確保安全性。
　　瑞薩電子基于 MCU 的區(qū)域 ECU 解決方案
　　為了進(jìn)一步推動 ECU 和區(qū)域架構(gòu)的發(fā)展，ETAS 和瑞薩電子之間的合作開發(fā)了一個包含RH850/U2x 微控制器和RTA-HVR 管理程序的虛擬化平臺。
　　該平臺承諾為區(qū)域 ECU 設(shè)計提供帶有預(yù)配置嵌入式軟件的現(xiàn)成環(huán)境。該平臺允許將多個應(yīng)用程序集成到單個 ECU 中。

　　RH850/U2B 微控制器框圖。

　　RH850/U2B 微控制器框圖。圖片由瑞薩電子提供
　　借助 RTA-HVR 虛擬機管理程序，設(shè)計人員可以將一個物理 ECU 轉(zhuǎn)換為多個虛擬 ECU。此外，ETAS 的虛擬機管理程序利用 RH850/U2x 系列的硬件虛擬化功能來創(chuàng)建多個虛擬機。每個虛擬機都有一個或多個虛擬中央處理單元（CPU）、一段內(nèi)存空間和一組外設(shè)。
　　另一方面，RH850/U2x 微控制器具有基于 RISC-V 的多指令、多數(shù)據(jù) (MIMD) 高性能嵌入式處理器、虛擬機管理程序硬件支持和安全功能。
　　在解決方案中采用微控制器可以實現(xiàn)不受干擾并提供高性能 NoC（片上網(wǎng)絡(luò)）結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)聲稱可以保證各個集成應(yīng)用程序的實時行為。
　　工程師可以利用預(yù)構(gòu)建的即用型解決方案來降低與區(qū)域 ECU 設(shè)計相關(guān)的開發(fā)成本和風(fēng)險。
　　瑞薩電子汽車數(shù)字產(chǎn)品營銷部總監(jiān) Satoshi Yoshida 在談到該解決方案時表示，新的 ECU 虛擬化解決方案平臺可以讓用戶輕松、快速地開發(fā)具有內(nèi)置安全功能的先進(jìn)系統(tǒng)。