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アーキテクチャの進化: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
インフィニオンの配電ソリューション - プラットフォームに対応したポートフォリオ

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。

簡単に導入できるISO-26262 PDS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。

ゾーン制御ユニットの接続ニーズを当社の高度なMCUで満たす

制御機能の集約で制御ユニットの数がますます減少し、センサーデータ、電子機能、ネットワーク機能が同時に増加しているため、ゾーン制御ユニットの接続要件は著しく増加しています。これは、ゾーンコントローラーMCUあたりの計算能力の向上が必要であることを意味し、エンドポイントへのインターフェースを大幅に増やす必要もあります。一部のケースでは、車内ネットワークに沿った通信に対応するためにマルチ ギガビット インターフェースが必要になります。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、これらの課題に対処し、タイムセンシティブでマルチ ギガビットの安全でセキュアなデータ処理における新しい標準を打ち立てます。インフィニオンのマイクロコントローラーには、従来の車載用低速バスから、インフィニオンのイーサネット ソリューションと歩調を合わせた超高速マルチ ギガビット イーサネット インターフェースまで、幅広い接続オプションが用意されています。

車内で電気エネルギーを輸送して使用する最適な方法

ADAS、自動運転 (AD) 機能、セントラルコンピューティング、電動パワーステアリング、インフォテインメント、電気機械式ブレーキ、ブレーキ バイ ワイヤーなど、自動車の電力需要の増加により、12 V 配電システムは限界に達しつつあります。解決策として、48 Vベースのシステムの採用が、規制枠組み内での電気エネルギーの輸送と利用において最も効率的で適合性の高いアプローチとして浮上しています。特に、接触保護に関するISO 6469-3規格への準拠において、このアプローチが有効です。

これにより、包括的な車両レベルの戦略に関する重要な議論が促進され、効率、電力損失、ワイヤーハーネスの最適化 (コンポーネントのコスト、重量、複雑さ、配線、製造、組み立てなどの側面を網羅する) の大幅な改善を通じて、システム全体の大幅なコスト削減を達成することを目指しています。これらはすべて包括的な48 V アプローチで達成可能です。

12 V から48 V に移行するアプリケーションが増えるにつれ、2次配電を内蔵した車載用ゾーンコントローラーに対する要件は大きく変化しています。 インフィニオンは、上位互換性のあるシステム設計とそれに続く48 V 製品ポートフォリオで、この傾向を支えています。

ゾーンコントローラーの設計を開始する方法

ゾーンコントローラーを設計する際、お客様はさまざまな課題に直面します。機能集約の複雑さ、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、および関連するパフォーマンス要件のバランスを取りながら、負荷制御の出力バリアントの数も考慮する必要があります。スケーラビリティ、柔軟性、信頼性を確保するためにシステム全体を最適化し、さまざまな車両やプラットフォームのバリエーションの特定のニーズに合わせて設計する必要があります。

インフィニオンは、お客様がこれらの課題を克服できるよう支援します。当社のコアコンピテンスには、オペレーショナルエクセレンス、ゼロディフェクトの考え方、グローバルカスタマーサポート、システムコンピテンスチーム、および最高の自動車資格基準の遵守が含まれます。また、AEC-Q 100/101認定など、最新の業界標準を満たす幅広い製品ポートフォリオを提供し、セーフティクリティカルなアプリケーション向けの広範なドキュメントとサポートを提供します。ゾーンコントローラーの設計を開始するには、インフィニオンの担当者に連絡して、インフィニオンの専門家と連絡を取り、セルフサポート資料、ホワイトペーパー、アプリケーションノート、評価キット、データシートなどのリソースを活用してください。

E/Eアーキテクチャの進化: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

インフィニオンの配電ソリューション - プラットフォームに対応したポートフォリオ

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。

簡単に導入できるISO-26262 PDS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。

ゾーン制御ユニットの接続ニーズを当社の高度なMCUで満たす

制御機能の集約で制御ユニットの数がますます減少し、センサーデータ、電子機能、ネットワーク機能が同時に増加しているため、ゾーン制御ユニットの接続要件は著しく増加しています。これは、ゾーンコントローラーMCUあたりの計算能力の向上が必要であることを意味し、エンドポイントへのインターフェースを大幅に増やす必要もあります。一部のケースでは、車内ネットワークに沿った通信に対応するためにマルチ ギガビット インターフェースが必要になります。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、これらの課題に対処し、タイムセンシティブでマルチ ギガビットの安全でセキュアなデータ処理における新しい標準を打ち立てます。インフィニオンのマイクロコントローラーには、従来の車載用低速バスから、インフィニオンのイーサネット ソリューションと歩調を合わせた超高速マルチ ギガビット イーサネット インターフェースまで、幅広い接続オプションが用意されています。

車内で電気エネルギーを輸送して使用する最適な方法

ADAS、自動運転 (AD) 機能、セントラルコンピューティング、電動パワーステアリング、インフォテインメント、電気機械式ブレーキ、ブレーキ バイ ワイヤーなど、自動車の電力需要の増加により、12 V 配電システムは限界に達しつつあります。解決策として、48 Vベースのシステムの採用が、規制枠組み内での電気エネルギーの輸送と利用において最も効率的で適合性の高いアプローチとして浮上しています。特に、接触保護に関するISO 6469-3規格への準拠において、このアプローチが有効です。

これにより、包括的な車両レベルの戦略に関する重要な議論が促進され、効率、電力損失、ワイヤーハーネスの最適化 (コンポーネントのコスト、重量、複雑さ、配線、製造、組み立てなどの側面を網羅する) の大幅な改善を通じて、システム全体の大幅なコスト削減を達成することを目指しています。これらはすべて包括的な48 V アプローチで達成可能です。

12 V から48 V に移行するアプリケーションが増えるにつれ、2次配電を内蔵した車載用ゾーンコントローラーに対する要件は大きく変化しています。 インフィニオンは、上位互換性のあるシステム設計とそれに続く48 V 製品ポートフォリオで、この傾向を支えています。

ゾーンコントローラーの設計を開始する方法

ゾーンコントローラーを設計する際、お客様はさまざまな課題に直面します。機能集約の複雑さ、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、および関連するパフォーマンス要件のバランスを取りながら、負荷制御の出力バリアントの数も考慮する必要があります。スケーラビリティ、柔軟性、信頼性を確保するためにシステム全体を最適化し、さまざまな車両やプラットフォームのバリエーションの特定のニーズに合わせて設計する必要があります。

インフィニオンは、お客様がこれらの課題を克服できるよう支援します。当社のコアコンピテンスには、オペレーショナルエクセレンス、ゼロディフェクトの考え方、グローバルカスタマーサポート、システムコンピテンスチーム、および最高の自動車資格基準の遵守が含まれます。また、AEC-Q 100/101認定など、最新の業界標準を満たす幅広い製品ポートフォリオを提供し、セーフティクリティカルなアプリケーション向けの広範なドキュメントとサポートを提供します。ゾーンコントローラーの設計を開始するには、インフィニオンの担当者に連絡して、インフィニオンの専門家と連絡を取り、セルフサポート資料、ホワイトペーパー、アプリケーションノート、評価キット、データシートなどのリソースを活用してください。

ドキュメント

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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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