在軟件定義汽車、智能化、電動化趨勢下，智能車控領域對于高性能、高可靠車規MCU芯片有了更高的需求。芯馳科技E3系列是面向最新一代電子電氣架構打造的智能車控產品，以完善的產品布局，覆蓋區域控制、車身控制、電驅、BMS電池管理、智能底盤、ADAS智能駕駛等核心應用領域，目前出貨量達數百萬片，已在近40款主流車型上量產。

在2024年4月北京國際汽車展覽會上，芯馳發布了面向新一代區域控制器（Zonal Controller Unit）的全系列協同解決方案。該系列產品家族全面覆蓋I/O豐富型ZCU芯片、控制融合型ZCU芯片和計算密集型ZCU芯片，分別面向車身控制、車身+底盤+動力跨域融合，以及超級動力域控等區域E/E架構中的核心應用場景。

新一代區域控制器協同解決方案產品價值

1.1 區域控制器產品價值

近年來，隨著整車電子電氣架構的變革不斷展開，區域控制器作為架構演進的核心組件，具備多重產品價值：

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• 架構優化和成本降低
  

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• 集中化管理：將傳統分散的ECU（電子控制單元）功能集成到少數區域控制器中，大幅減少整車線束長度（如特斯拉Model 3線束縮短至1.5公里，比傳統車型減少80%），降低物料成本和裝配復雜度。
  

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• 輕量化與空間優化：減少線束和ECU數量可降低車身重量（對電動車續航提升顯著），同時釋放車內空間，提升設計靈活性。

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• 模塊化的可擴展性
  

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• 跨車型平臺復用：支持模塊化設計，不同車型共享同一區域控制器架構，縮短研發周期，降低開發成本。
  

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• 接口標準化：提供統一接口支持傳感器、執行器的即插即用，便于未來功能擴展（如新增自動駕駛傳感器或5G模塊）

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• 智能化與OTA升級
  

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• 軟件定義汽車（SDV）基礎：集中式數據處理能力支持復雜算法（如自動駕駛決策），并為OTA升級提供統一入口，用戶可遠程獲取新功能（如特斯拉通過OTA提升續航）。
  

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• 數據整合與AI應用：集中采集車輛數據，賦能智能診斷、預測性維護及用戶行為分析，挖掘數據增值潛力。

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• 可靠性提升與功能安全
  

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• 減少通信延遲：區域控制器作為本地樞紐，縮短與執行器/傳感器的通信距離，提升響應實時性（如剎車系統響應速度）。
  

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• 冗余設計：支持電源和通信冗余（如以太網環網架構），符合ISO 26262功能安全要求，降低單點故障風險。

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• 能源管理優化
  

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• 智能配電：集成智能熔斷和電源管理功能，動態分配電能（如電動車在低溫環境下優先為電池加熱供電），提升能效。
  

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• 低功耗模式：支持休眠喚醒策略，降低靜態功耗（如特斯拉“深睡模式”可將待機功耗控制在極低水平）。

1.2 新一代 ZCU 產品協同解決方案

芯馳科技緊緊圍繞EEA變革，面向區域控制器的核心應用，從“功能堆砌”轉向“系統融合”，為主機廠提供降本增效、快速迭代的技術底座。2024年，芯馳推出新一代ZCU協同化解決方案，覆蓋不同車廠在不同階段的融合需求。以CPU/NVM 和可用GPIO作為橫縱軸，芯馳將產品分為以下四個檔位：

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• 第一檔為 E3119/E3118/E3119-IOE：
  

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• 主打產品：IO 型及 IO 豐富型產品，能夠支撐傳統網關+車身+防夾等入門級區域控制器的開發。
  

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• 產品特點：封裝小型化，支持 SMP 和 FOTA，具備 10x CANFD 和 1x Gbit，IO 最多可達 326 個，還能與第二檔/第三檔產品進行搭配組合。

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• 第二檔是 E3620B：
  

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• 主打產品：控制型 ZCU，主要用于進階性融合區域控制器，可進一步融合動力/底盤域，也能和第一檔/第三檔產品搭配組合。
  

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• 產品特點：硬件級別通信引擎 SSDPE 以及多路 Gbit。

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• 第三檔為 E3650：
  

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• 主打產品：控制融合性 ZCU 巔峰之作，兼顧算力/存儲/高功能/低功耗/通信低延遲/環網能力，是 48V 域控制器平臺的首選，同樣能和第一檔產品搭配組合。
  

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• 產品特點：具備多核高算力集群、市面上可選最多的 GPIO 產品、虛擬化領先量產經驗、硬件級別通信引擎 SSDPE 以及多路 Gbit。

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• 第四檔是 E3800：
  

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• 主打產品：超級動力域融合。
  

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• 產品特點：擁有更多的場景專用加速協處理器和更領先的高速接口。

芯馳將陸續推出以上面向區域控制器應用的芯片產品和方案解讀，本篇內容重點圍繞E3119/3118展開介紹。

產品 Overview

2.1 芯馳E3119/3118產品總覽

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• 該系列產品包含E3118、E3119兩款高性能高可靠的MCU，同時還推出可直接地址映射訪問的IOE（IO Expander）產品-E3010，該系列MCU和IOE產品主要面向區域控制、ADAS、激光雷達、座艙協處理器等領域，本文重點介紹該系列在區域控制器產品中的關鍵技術。

2.2 芯馳E3119/3118功能概述

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• 針對上述場景，E3119/3118從信息安全、AB分區OTA、低功耗、多核通信等方面做了進一步提升，整體芯片框圖如下：

• 與芯馳前一代產品（E31xxE32xx）相比，芯片參數和資源展示如下：

• 同時E3119/3118也在如下方面做了強化升級：

A. 信息安全

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• 獨立的可編程HSM核；

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• 支持硬件Secure IP，可滿足Evita Full， ISO21434，國密SM2349認證；

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• 成熟的信息安全解決方案，目前已和ETAS、云馳未來等合作伙伴廠商完成方案適配。

B. NVM升級

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• E3118支持4M Flash大小存儲，E3119升級到8M Flash存儲；

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• 支持RWW（read-while-write）功能，支持無感OTA方案。

C. 新增CRAM

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• CRAM全稱Cluster RAM，這是在E3119/3118產品上新增的RAM空間；

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• E3119/3118內部有兩片CRAM，每片CRAM為128KB，可在低功耗RAM保持、多核數據共享等場景下使用。

D. 新增Delta-Sigma ADC

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• 新增Delta-Sigma ADC模塊，采樣精度為16bit，共有2組。

關鍵技術解讀

3.1 NVM

3.1.1 NVM說明

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• E3119內置一個4Bank的8線Flash, 一個Bank為2M，支持RWW。

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• E3118內置了兩個4線2M的Flash, 支持拼深度（兩個4線2M的Flash）和拼寬度（一個8線4M的Flash）兩種模式。采用拼深度的使用方式可以支持RWW。

3.2 FOTA

3.2.1 AB分區OTA

3.2.2 AB分區FEE

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• SF0SF1都有保存data數據的場景，實際并發下使用mailbox semaphore機制來進行互斥訪問，避免數據被破壞的異常情況：

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3.3 信息安全

3.3.1 信息安全方案說明

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• 信息安全全場景覆蓋視角下，E3 MCU安全目標通常分為三個類別：安全啟動、安全運行和安全存儲，如下：

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• 相關信息安全組件，詳細功能描述如下：

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3.3.2 HSM固件說明

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• 如下紅色框圖虛線所繪制，HSM固件部署運行在SE core上，SE core有專用的CRAM 128KB，使用內置的Flash做NVM加密存儲，SF0和SF1主core上運行MCAL，通過mailbox進行跨核調用：

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• 需要注意，芯馳HSM固件代碼開源，僅提供secure boot現成功能，如有更多信息安全功能需求，可以聯系芯馳合作的信息安全廠商ETAS或者云馳未來，也可以根據芯馳提供的HSM移植開發指南文檔來自主開發。

3.4 低功耗

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• E3119/3118可以支持4種低功耗模式RTC模式、Sleep模式、Hibernate模式和LPP模式。

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• 為了配合客戶的應用場景支持模擬喚醒和極低的功耗要求，在LPP (Low Power Run Mode) 低功耗模式下可以進入到Hibernate模式來進一步降低功耗，Hibernate被動喚醒有喚醒源觸發后是進入到LPP后會進一步做喚醒源確認：

E3119/3118的低功耗流程框圖

3.5 調試系統

3.5.1 多核調試說明

3.5.1.1 方案一：IAR + JLINK

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• IAR需要9.50以上版本，JLINK需要V11以上版本；

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• 支持多核同時啟動、同時停止。

3.5.1.2 方案二：IAR + I-Jet

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• IAR需要9.30以上版本；

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• 支持多核同時啟動、同時停止。

3.5.2 安全調試說明

3.5.2.1 原理

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• Debugger發出請求 ---> 將key用Debugger回復給芯片 ---> 芯片匹配key成功后開啟debug接口。

3.5.2.2 構建環境

1）繼續使用上文用到的efuse燒寫環境。

2）燒寫DebugKey。使用SDFuseTool，將debugkey燒寫至fuse “e3/SEC_DBG_CFG/0-63bit”（見圖P-7）（fuse燒寫完成后，請燒寫對應控制位關閉fuse的讀寫權限）

3）開啟SecureDebug。使用SDFuseTool，燒寫fuse “e3/MISC_CFG/MISC_CFG3/SDBG_MODE”（見圖P-8）。

3.6 工具鏈及 AutoSAR 生態解讀

4. 結語

隨著汽車向“軟件驅動”和“可持續升級”方向發展，區域控制器將成為未來智能汽車的核心樞紐，同時為用戶帶來更智能、安全的出行體驗。

接下來，芯馳將繼續推出區域控制器旗艦MCU產品E3650的深度技術解讀，敬請期待！