集成丰富模拟资源和信息安全功能的RISC-V车规级MCU——上海琪埔维于第四届滴水湖论坛展示最新XL6500R系列

作为首个国内自主品牌车规通用MCU上车的芯片公司，上海琪埔维半导体一直专注于车规MCU领域，积累了丰富的经验和心得。回顾2017年首款车规MCU应用于小鹏汽车的经历，上海琪埔维半导体有限公司CEO秦岭表示这个过程耗费了相当长的时间，才逐步实现量产。

而在随着小鹏上的量产经验积累，琪埔维也开始逐渐发现了Arm Core上的一些局限所在。透过了近十年间在Arm上的使用，琪埔维在MCU开发过程中，结合实际的上车场景，积累了一系列的特殊需求。这些需求不仅是迎合市场应用的关键点所在，也是在当下半导体产业颇具挑战的局面下，琪埔维能够搏出局的差异竞争优势。而这就需要高度灵活可拓展的RISC-V内核来帮助其实现这样的车规级MCU设计。在第四届滴水湖论坛上，琪埔维受邀出席并展示了其最新的车规级MCU——XL6500R系列。

集成丰富模拟资源和信息安全功能的车规级MCU——XL6500R系列

琪埔维此次展示的基于RISC-V架构的XL6500R芯片，已于今年4月量产，现处于进一步测试阶段。这款车规级的MCU基于32位RISC-V架构的，选择了芯来N203内核，主频为48MHz。芯片配备1KB ICache和256B DCache，并支持调试（SWD）。

该芯片通过特殊的扩展指令和安全处理，达到了ASIL-B，集成了MCAL以满足汽车应用的严格要求。芯片内部集成了专用于加密和解密的硬件模块——SHE（Secure Hardware Extension），支持AES-128和SM4加密算法。SHE模块可以实现安全启动和密钥的安全存储，同时还内置了一个高质量的真随机数生成器，用于产生高质量的随机数。这些功能为信息的加密、解密以及验证提供了强有力的安全保障。

XL6500R的定位是在底盘、座舱和车身控制域，应用领域包括电子换挡器、车前灯、车尾灯、车尾门、HVAC、车窗、后视镜、EPB电子驻车等，旨在逐步替代ARM系列产品。通过与芯来科技的合作，Chipways弥补了在ARM架构上的不足，并完善了相关生态链。

Chipways还开发了一个自动化测试平台，目前已覆盖约50万个测试用例，并持续增加。秦岭表示，Chipways的目标是在客户交付前解决所有潜在问题，确保产品的高质量和客户满意度。

车规级高集成单芯片电机驱动控制器——XL6510R

电机控制芯片对单片控制器（MCU）的需求非常高，特别是在集成度、面积和成本方面。为了满足这些要求，高度集成的单芯片设计是必要的。这不仅可以减少了芯片的体积和成本，还避免了多芯片设计带来的EMR问题，从而提高了电机控制的精度和性能。

此外，在电机控制中FOC算法要求极低的噪音水平，而使用多个芯片很难达到预期效果。单芯片设计不仅在硬件集成度上占优势，还能通过优化设计降低热量产生和噪音，确保最终产品的客户满意度。

为实现这一目标，需要解决一系列技术挑战，如BCD高压工艺和嵌入式闪存（eFlash）的集成。在这方面，经过多年的积累和研发，Chipways芯片在耐压、功耗和精度方面取得了显著突破，尤其是在-45度到125度的宽温范围内，芯片能够保持极高的测试精度，避免漏电问题。

此外，单片控制器的设计不仅仅是硬件的集成，还涉及到整个系统的优化。例如，将SBC（系统基础芯片）、MCU和Pre-Driver集成在同一芯片上，并进一步集成MOSFET，以实现更小的面积和更好的热管理。这些设计极大地提高了电机控制芯片的整体性能，满足了高效、低成本和高精度的应用需求。

“电、漏电和精度是整个模拟芯片核心中的核心。”秦岭说到，“把SBC、MCU、Pre-Driver放在一起，MOSFET也集成进来结果‘热’的问题。这样面积会做的更小，噪音等各方面能够在内部进行很好的控制。”

XLR6510R就是这样的一款车规级高集成单芯片电机驱动控制器，集成了SBC（系统基础芯片）、MCU（微控制单元）、Pre-Driver（前级驱动）以及MOSFET驱动器。这样的设计有助于减小芯片面积，并且提升整体系统的集成度和效率。

相比Chipways另一款基于M3内核的XL6608A，XL6510R实现了同样的CPU主频和Flash容量，但集成了更多路的模拟资源——26路的10位高精度ADC，同时也将MOSFET集成了进去，具有以下几个优势：

更强的电机控制能力：XL6510R集成了4相半桥MOSFET驱动器，而XL6608A仅为3相半桥。这意味着XL6510R能够支持更复杂的电机控制应用，提供更高的精度和效率，尤其适合对电机控制要求较高的应用场景。

更高的ADC通道数：XL6510R配备了26通道的10位ADC，而XL6608A仅有8通道的10位ADC和10通道的8位ADC。这使得XL6510R在模拟信号采集上具有更高的能力，能够同时监控更多的输入信号，提高系统的监控和控制精度。

RISC-V内核的灵活性与定制化：XL6510R基于RISC-V内核，这一开源架构相比ARM Cortex M3提供了更多的定制化可能性。chipways可以根据具体需求优化指令集和架构，进一步提升性能和效率，并且更容易实现面向特定应用的优化。

LIN PHY接口的自动地址配置：XL6510R的LIN PHY接口支持自动地址配置功能，而XL6608A则没有。这一功能简化了车辆通信总线的设置和管理，提升了系统的易用性和配置效率。

总体来说，XL6510R通过更高的集成度、更强的电机控制能力、更多的ADC通道以及RISC-V内核的灵活性，提升了电机控制芯片的性能和适应性，尤其在需要高精度和高可靠性的汽车应用中表现更为突出。

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秦岭表示，当下是半导体寒冬中的寒冬，而未来如何去突破？尤其当下还有高度内卷的局面下，如何才能生存下去？“实际上对于每个公司的CEO也好、对于每一个创业者来说，都需要深刻的知道影响我们的出路在哪里。需要一个生态链，构建出大家的生态壁垒、技术壁垒、产品壁垒。只有这样我们可能才有机会突围，能够走向更好的明天。”