智慧汽車走向軟體定義(Software-defined)已成趨勢，因應軟體定義汽車未來，汽車產業朝向以功能劃分的域(Domain)架構和簡化布線的區域(Zonal)架構演化。恩智浦半導體(NXP)近日宣布推出S32Z及S32E處理器系列，以16nm解決方案提供即時控制(Real-time Control)，協助廠商打造整合式、支援即時線上韌體更新(OTA)、符合功能安全的新一代智慧汽車。
隨著市場需求增加與技術發展，汽車功能也逐年增加，導致傳統汽車布線越來越複雜，而恩智浦本次推出的S32Z及S32E處理器，便以實現區域控制融合域控制為目標，協助汽車廠商架構轉型。「域控制」整合相關功能，方便之後依照功能進行軟體開發，符合軟體定義汽車趨勢，同時也可透過OTA技術進行更新；「區域控制」則以物理位置劃分，如圖1便將汽車劃分為四區域，整合原本不相關的功能，進而簡化汽車整體架構並減少布線成本，再以中央的汽車電腦進行整體運算及控制。
圖1 傳統汽車架構與域/區域控制架構的比較 (圖片來源：恩智浦)
新推出的S32Z系列適用於安全和域/區域控制，S32E則主要針對電動汽車控制和驅動進行設計。兩個S32系列皆通過ISO/SAE 21434網路安全認證以及ISO 26262 ASIL D功能安全認證，並搭載8個Arm Cortex-R52處理器核心，最高運行速度可達1GHz，同時提供自選式記憶體，可藉由64MB Flash記憶體達成OTA軟體升級。
S32Z和S32E系列在電子控制單元(ECU)開發上也順應智慧汽車趨勢，從以往的硬體整合轉向軟體定義，於處理器上採用虛擬ECU，支援多個虛擬機器(VM)和硬體虛擬化，並透過多租戶(Multi-tenancy)技術與硬體隔離來避免干擾。該系列同時具備時間敏感網路(TSN)Gb級乙太網路交換器，無縫傳輸汽車資料，進一步支援虛擬ECU運行。
恩智浦車載處理器資深市場經理余辰杰表示，傳統架構中，ECU和功能常是一對一的對應關係。然而，隨著汽車產業逐漸重視多功能整合，開發整合式域控制、區域控制器並確保不同功能互不干擾，已成為汽車廠商必須克服的挑戰。S32Z和S32E系列藉由Arm Cortex-R52架構獲得虛擬化隔離支援，逐步實現I/O、記憶體等系統虛擬化。
談到未來規畫，余辰杰表示，現在汽車產業發展的速度比預想中快，而恩智浦預計於明年開始量產S32Z系列，其晶片由台積電(TSMC)代工，為首款16nm即時處理器。恩智浦也已規畫未來升級目標，繼續與台積電攜手突破5nm難關，並於未來幾年內進入量產階段。