ゾーンコントロールユニット

電源分配、ゲートウェイ、複数の負荷動作の効率的な集約 - 拡張性と柔軟性に優れたゾーン コントローラー ソリューションをご覧ください

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概要

ゾーンコントロールユニット(ZCU)は、車両の特定の物理的「ゾーン」内にある車両機能を実装します。そのゾーン内で、さまざまな信号および通信プロトコルを集約し、さまざまなローカル負荷を制御し、ローカルの配電を管理します。ゾーンコントローラーは、複雑化する電気/電子(E/E)システムを構造化する手段を提供し、効率的でスケーラブルな車両アーキテクチャを実現します。

利点

  • SWおよびHWの複雑さの低減
  • スケーラビリティの向上
  • 高い柔軟性と構成可能性
  • 重量とコストの削減
  • SWの集約と更新可能性
  • システムパフォーマンスの向上

ブロック図

概要

E/Eシステムの進化: ゾーン アーキテクチャへの移行

自動車業界は、電気および電子 (E/E) アーキテクチャにおいて大きな変革を遂げており、従来のドメイン ベースのアーキテクチャからセントラルコンピューティングを備えたゾーン アーキテクチャに移行しています。この変化は、より効率的でスケーラブルな設計の必要性と、ソフトウェア デファインド ビークル (SDV) の台頭とワイヤー ハーネスの最適化によって推進されています。

ゾーンアーキテクチャでは、電力分配システムは電化されており、ゾーンコントローラーは複数のECU機能を集約し、ゲートウェイ、電力分配、および負荷作動機能を備えています。これらのコントローラーは、イーサネット バックボーンを介して相互にリンクされ、中央のカー コンピューターにリンクされているため、シームレスな統合と効率的な運用が可能になります。

この変革をサポートするには、ゾーン アーキテクチャの特定のニーズに合わせて調整し、信頼性が高く効率的なパフォーマンスを確保できる高度なチップセットが必要です。

ソフトウェア デファインド ビークル (SDV) ソリューション
イーサネット ソリューション
インフィニオンのゾーン コントローラー ソリューション: プラットフォーム対応のポートフォリオ

ゾーンコントローラーの設計には、スケーラブルで柔軟な半導体チップセットソリューションが必要です。具体的なニーズは、機能集約の範囲、ゲートウェイ通信インターフェースとプロトコルの多様性、関連するパフォーマンス要件、および負荷制御の出力バリアントの数によって異なります。

インフィニオンは、あらゆる種類のゾーンコントローラーのバリエーションに対応したモジュール設計を可能にするスケーラブルな製品ファミリーを提供しています。これらには、ディスクリートおよび統合電源ソリューションが含まれます。例えば、OPTIREG™製品ファミリー、補助的なNORフラッシュソリューション、そしてもちろんマイクロコントローラーソリューションなどです。AURIX™ファミリーはハイエンド コンピューティング パフォーマンス機能のZCU統合を可能にしますが、TRAVEO™マイクロコントローラーは、価格性能に最適化されたゾーンコントローラーの補完的なローエンドの代替品として機能します。当社のPROFET™スマートパワースイッチ、MOSFET、および対応するゲートドライバは、電流のスケーラビリティと適応性の点で最高クラスです。当社の幅広いMOTIX™ソリューションポートフォリオは、ZCU設計者が遭遇する可能性のあるあらゆるパワーアクチュエーション機能を可能にし、最終的に当社のBrightlane™イーサネットPHYとスイッチは、最大数ギガビットのデータレート スケーラビリティを可能にします。

AURIX™マイクロコントローラー
PROFET™スマート パワー スイッチ
容易に導入可能なISO-26262およびISO-21434ソリューション

インフィニオンのAURIX™マイクロコントローラーは、ASIL-D機能安全設計では最高クラスであり、ASIL-Bのニーズに対応するTRAVEO™ファミリー(一部はASIL-Dアイランド)によって補完されます。対応するOPTIREG™電源ソリューションには、実装が容易な安全マニュアルが付属しており、安全設計だけでなく、機能安全目標の迅速な実現も可能にします。MOTIX™モーター制御ソリューションとPROFET™スマートパワースイッチは、ISO対応、また部分的にISOに準拠しており、多くの安全文書が利用可能であるため、市場で最も簡単な機能安全設計が可能です。

機能安全向けAURIX™マイクロコントローラー
OPTIREG™電源ソリューション
先進的なMCU & Ethernet製品群でコネクティビティ要件に対応

制御機能がより少ないゾーンコントロールユニットに統合される一方で、センサーデータやネットワーク要求が増大するにつれ、ZCUの接続要件は飛躍的に高まっています。各ゾーンコントローラーには、より高い演算性能を提供し、車載Ethernetバックボーン向けのマルチギガビット接続を含む、より多くのインターフェースをサポートする必要があります。

インフィニオンのマイクロコントローラーと通信ソリューションは、時間応答性、データレート、セキュアなデータ処理、マルチプロトコル接続において新たな基準を確立します。AURIX™ MCUは、ゾーンコントローラー内でセキュアな車載ゲートウェイ機能を実現するために必要な処理能力とハードウェアアクセラレーターを提供します。TRAVEO™ T2Gデバイスは、専用ハードウェア セキュリティ モジュールを含む高度なセキュリティ機能により、高速な車内通信を実現します。BRIGHTLANE™ Ethernet PHYとスイッチは、10 Gbitを超えるデータレートでゾーン アーキテクチャ全体のシームレスな接続性を実現します。

BRIGHTLANE™ Ethernetソリューション
AURIX™ MCU
12 Vおよび48 Vにおける効率的な車載電源分配

48 Vアーキテクチャへの移行により、効率化、損失低減、配線の複雑性の最適化が可能になる一方、ゾーンコントローラーは、12 V/48 V混在ネットワークにおける、より高い要求のセカンダリ電源分配に対応しなければなりません。SDV、ADAS、および自動運転システム全体でASIL D要件を満たすためには、信頼性が高く、フェイルオペレーショナルな電力供給が不可欠です。

インフィニオンは、PROFET™およびSPOC™スマートスイッチとOptiMOS™ 7 MOSFET、EiceDRIVER™ゲートドライバを組み合わせ、インテリジェントな電源分配および変換のための包括的なポートフォリオを提供しています。さらに、高性能な48 / 12 V DC/DCソリューションにより、異なるドメイン間でのシームレスなエネルギー伝送を実現します。

システムに関する豊富な知見と組み合わせることで、これらのソリューションはスケーラブルで高効率かつ将来性のある電力アーキテクチャの実現を可能にします。これにより、システムコストの削減、ハーネス設計の簡素化、次世代車両プラットフォームへの対応をサポートします。

ゾーン コントローラー設計の始め方

ゾーンコントロールユニットの設計では、機能の統合、車載ゲートウェイの通信インターフェースとプロトコルの多様性、性能要件、電源配分、負荷制御出力のバリエーションなど、複雑なトレードオフのバランスを取る必要があります。設計は拡張性、柔軟性、信頼性を備え、さまざまな車両プラットフォームやグレードに適応できるものでなければなりません。

インフィニオンは、ゾーン コントローラーの開発プロセス全体を通してお客様をサポートします。当社の強みは、卓越したオペレーション品質、欠陥ゼロを目指すマインドセット、グローバルなアプリケーション サポート、そしてゾーン アーキテクチャに関する深い専門知識を有するシステム チームです。ポートフォリオは最新の認定規格 (AEC-Q100/101) に準拠し、ASIL対応設計に必要なセーフティ ドキュメントを提供します。インフィニオンのゾーンコントロールユニット設計リソース (リファレンス デザイン、PoCキット、ホワイトペーパー、アプリケーション ノート、データシート) をご活用いただき、インフィニオンの担当者まで詳細をお問い合わせください。専門家が直接サポートします。

E/Eシステムの進化: ゾーン アーキテクチャへの移行

自動車業界は、電気および電子 (E/E) アーキテクチャにおいて大きな変革を遂げており、従来のドメイン ベースのアーキテクチャからセントラルコンピューティングを備えたゾーン アーキテクチャに移行しています。この変化は、より効率的でスケーラブルな設計の必要性と、ソフトウェア デファインド ビークル (SDV) の台頭とワイヤー ハーネスの最適化によって推進されています。

ゾーンアーキテクチャでは、電力分配システムは電化されており、ゾーンコントローラーは複数のECU機能を集約し、ゲートウェイ、電力分配、および負荷作動機能を備えています。これらのコントローラーは、イーサネット バックボーンを介して相互にリンクされ、中央のカー コンピューターにリンクされているため、シームレスな統合と効率的な運用が可能になります。

この変革をサポートするには、ゾーン アーキテクチャの特定のニーズに合わせて調整し、信頼性が高く効率的なパフォーマンスを確保できる高度なチップセットが必要です。

ソフトウェア デファインド ビークル (SDV) ソリューション
イーサネット ソリューション
インフィニオンのゾーン コントローラー ソリューション: プラットフォーム対応のポートフォリオ

ゾーンコントローラーの設計には、スケーラブルで柔軟な半導体チップセットソリューションが必要です。具体的なニーズは、機能集約の範囲、ゲートウェイ通信インターフェースとプロトコルの多様性、関連するパフォーマンス要件、および負荷制御の出力バリアントの数によって異なります。

インフィニオンは、あらゆる種類のゾーンコントローラーのバリエーションに対応したモジュール設計を可能にするスケーラブルな製品ファミリーを提供しています。これらには、ディスクリートおよび統合電源ソリューションが含まれます。例えば、OPTIREG™製品ファミリー、補助的なNORフラッシュソリューション、そしてもちろんマイクロコントローラーソリューションなどです。AURIX™ファミリーはハイエンド コンピューティング パフォーマンス機能のZCU統合を可能にしますが、TRAVEO™マイクロコントローラーは、価格性能に最適化されたゾーンコントローラーの補完的なローエンドの代替品として機能します。当社のPROFET™スマートパワースイッチ、MOSFET、および対応するゲートドライバは、電流のスケーラビリティと適応性の点で最高クラスです。当社の幅広いMOTIX™ソリューションポートフォリオは、ZCU設計者が遭遇する可能性のあるあらゆるパワーアクチュエーション機能を可能にし、最終的に当社のBrightlane™イーサネットPHYとスイッチは、最大数ギガビットのデータレート スケーラビリティを可能にします。

AURIX™マイクロコントローラー
PROFET™スマート パワー スイッチ
容易に導入可能なISO-26262およびISO-21434ソリューション

インフィニオンのAURIX™マイクロコントローラーは、ASIL-D機能安全設計では最高クラスであり、ASIL-Bのニーズに対応するTRAVEO™ファミリー(一部はASIL-Dアイランド)によって補完されます。対応するOPTIREG™電源ソリューションには、実装が容易な安全マニュアルが付属しており、安全設計だけでなく、機能安全目標の迅速な実現も可能にします。MOTIX™モーター制御ソリューションとPROFET™スマートパワースイッチは、ISO対応、また部分的にISOに準拠しており、多くの安全文書が利用可能であるため、市場で最も簡単な機能安全設計が可能です。

機能安全向けAURIX™マイクロコントローラー
OPTIREG™電源ソリューション
先進的なMCU & Ethernet製品群でコネクティビティ要件に対応

制御機能がより少ないゾーンコントロールユニットに統合される一方で、センサーデータやネットワーク要求が増大するにつれ、ZCUの接続要件は飛躍的に高まっています。各ゾーンコントローラーには、より高い演算性能を提供し、車載Ethernetバックボーン向けのマルチギガビット接続を含む、より多くのインターフェースをサポートする必要があります。

インフィニオンのマイクロコントローラーと通信ソリューションは、時間応答性、データレート、セキュアなデータ処理、マルチプロトコル接続において新たな基準を確立します。AURIX™ MCUは、ゾーンコントローラー内でセキュアな車載ゲートウェイ機能を実現するために必要な処理能力とハードウェアアクセラレーターを提供します。TRAVEO™ T2Gデバイスは、専用ハードウェア セキュリティ モジュールを含む高度なセキュリティ機能により、高速な車内通信を実現します。BRIGHTLANE™ Ethernet PHYとスイッチは、10 Gbitを超えるデータレートでゾーン アーキテクチャ全体のシームレスな接続性を実現します。

BRIGHTLANE™ Ethernetソリューション
AURIX™ MCU
12 Vおよび48 Vにおける効率的な車載電源分配

48 Vアーキテクチャへの移行により、効率化、損失低減、配線の複雑性の最適化が可能になる一方、ゾーンコントローラーは、12 V/48 V混在ネットワークにおける、より高い要求のセカンダリ電源分配に対応しなければなりません。SDV、ADAS、および自動運転システム全体でASIL D要件を満たすためには、信頼性が高く、フェイルオペレーショナルな電力供給が不可欠です。

インフィニオンは、PROFET™およびSPOC™スマートスイッチとOptiMOS™ 7 MOSFET、EiceDRIVER™ゲートドライバを組み合わせ、インテリジェントな電源分配および変換のための包括的なポートフォリオを提供しています。さらに、高性能な48 / 12 V DC/DCソリューションにより、異なるドメイン間でのシームレスなエネルギー伝送を実現します。

システムに関する豊富な知見と組み合わせることで、これらのソリューションはスケーラブルで高効率かつ将来性のある電力アーキテクチャの実現を可能にします。これにより、システムコストの削減、ハーネス設計の簡素化、次世代車両プラットフォームへの対応をサポートします。

ゾーン コントローラー設計の始め方

ゾーンコントロールユニットの設計では、機能の統合、車載ゲートウェイの通信インターフェースとプロトコルの多様性、性能要件、電源配分、負荷制御出力のバリエーションなど、複雑なトレードオフのバランスを取る必要があります。設計は拡張性、柔軟性、信頼性を備え、さまざまな車両プラットフォームやグレードに適応できるものでなければなりません。

インフィニオンは、ゾーン コントローラーの開発プロセス全体を通してお客様をサポートします。当社の強みは、卓越したオペレーション品質、欠陥ゼロを目指すマインドセット、グローバルなアプリケーション サポート、そしてゾーン アーキテクチャに関する深い専門知識を有するシステム チームです。ポートフォリオは最新の認定規格 (AEC-Q100/101) に準拠し、ASIL対応設計に必要なセーフティ ドキュメントを提供します。インフィニオンのゾーンコントロールユニット設計リソース (リファレンス デザイン、PoCキット、ホワイトペーパー、アプリケーション ノート、データシート) をご活用いただき、インフィニオンの担当者まで詳細をお問い合わせください。専門家が直接サポートします。

ドキュメント

デザイン リソース

パートナー ソリューション

開発者コミュニティ

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