白皮书 | 基于最新的E/E架构，构建安全且经济高效的下一代执行器和传感器应用

沖 寿美代，高性能运算及模拟与电源方案事业部

近年来，汽车E/E架构发生了巨大变化，给执行器和传感器应用带来了影响，如车灯、车窗和后视镜等车身控制、发动机泵和风扇等电机控制，以及传感器控制等应用。传统上，这些应用使用低成本的小型16位微控制器（MCU），但现在则需要更先进的16位MCU。在本白皮书中，我们将介绍可应对E/E架构变化的最新的16位RL78/F2x MCU。

E/E架构变化所面临的挑战

改用无刷直流电机

电动汽车（xEV）的加速普及正在推动E/E架构的变化。由于对降低噪音和功耗的需要，电动汽车在进化过程中已将现有的小型电机改为无刷直流电机。一般来说，无刷直流电机控制需要高性能处理能力，而32位微控制器是过去的主流产品。然而，新发布的16位RL78/F2x MCU配备了专用的算法辅助硬件（应用加速器单元），可减少用于无刷直流电机控制的FOC（磁场定向控制）算法处理的软件负载，从而使16位微控制器也能执行无刷直流电机控制。下图所示为RL78/F24 MCU与上一代产品相比，在电机控制效率上的提高。

图1 使用RL78/F24后的无刷直流电机控制效率

此外，该应用加速器单元还具有图2所示的功能，并可用于直流/直流转换器控制。

图2 应用加速器单元的相应计算算法

应对网络安全问题

随着E/E架构的变化，网络安全性变得至关重要。与区域和域系统连接的执行器和传感器应用需要使用可靠的网络通信来确保安全，并需要对网络欺骗造成的控制权接管和软件篡改做好准备。RL78/F2x MCU配备安全启动、加密引擎（AES-128、192、256）和随机数生成器（TRNG）功能，可实现与EvitaLight相同的网络安全功能。

继承超低功耗和高温支持

无论E/E架构如何变化，执行器和传感器应用都必须遵循相同的要求。例如，如果发动机停止而使用电池运行，则要求控制单元具有很低的功耗；在某些应用中，因发动机舱内安装了电池而要求高温支持。RL78/F2x MCU将继续支持RL78/F1x这代产品起所具备的超低功耗和高温运行功能，可实现Ta=150°C。

重复使用现有软件和硬件资源

除了超低功耗和高温支持外，RL78/F2x MCU作为RL78/F1x的后续产品，可重复使用RL78/F1x的软件和硬件资源。凭借无刷直流控制和网络安全支持，用户可经济高效地进行下一代执行器和传感器应用的开发。

图3 从RL78/F1x到F2x MCU的升级

总结

RL78/F2x 16位MCU可支持适应E/E架构变化的下一代执行器和传感器应用的开发。

瑞萨拥有各种汽车微控制器产品线，让客户能够利用优化的系统进行规模化开发。

参考资料

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• RL78/F24

用于下一代执行器和传感器的超低功耗16位MCU（具有CAN通信功能）https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rl78-low-power-8-16-bit-mcus/rl78f24-next-gen-actuator-and-sensor-microcontroller

• RL78/F24目标板

连接片上调试仿真器后，可轻松评估RL78/F2x MCU   https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rl78-low-power-8-16-bit-mcus/rtk7f124fpc01000bj-rl78f24-r7f124fpj-target-board

• RL78/F23

用于下一代执行器和传感器的超低功耗16位MCU（具有LIN通信功能）  https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rl78-low-power-8-16-bit-mcus/rl78f23-next-gen-actuator-and-sensor-microcontroller