S32M2出道：跟上“中国速度”，将恩智浦12v电机控制方案带入软件定义汽车时代

众所周知或不知，恩智浦汽车业务能力很强，占营收的50%以上，汽车处理器占是其中的支柱，2022年恩智浦被TechInsights和StrategyAnalytics评为年度汽车处理器领域的市场领先企业。

这位汽车业务的领跑者，最近推出了软件定义汽车边缘节点专用电机控制解决方案S32M2系列产品，一款将高压模拟功能与嵌入式MCU集成在一起的12v电机控制集成解决方案。

S32M2起源：基于成熟的12V电机控制S12 MagniV系列
S32M2虽是恩智浦新发布系列，但它源自恩智浦成熟的产品线，就是恩智浦支持12v电机控制领域的S12 MagniV系列，此产品线可追溯于飞思卡尔时代，新品S32M2充分融合了恩智浦在电机控制领域的经验，以及S32汽车平台的软件开发优势，将恩智浦12v电机控制方案带入软件定义汽车的新时代。从而使得BLDC和PMSM电机控制的开发可以更快的部署起来，通过S32M2所用的工具和算法迅速出原型，能够实现不到20分钟完成电机旋转的设计。
    
S32M2硬件：集高压模拟功能与S32K汽车MCU于一体
如下图所示，可以看到S32M2将高压模拟功能与S32K汽车通用微控制器封装在一起。

左边是恩智浦高性能MCU，右边是汽车专用的高压模拟硅片，包含了电机控制所需的重要功能，如MOSFET栅极驱动器、电压调节、LIN或者CAN FD集成的物理内部环境等。集成的显然比分离式的解决方案省掉很多空间和质量，降低成本。

S32M2封装过程中，恩智浦考虑到压力或者压强调节、电压调节等这些因素，整个高压硅片需要应对很多电压，恩智浦设计时也考虑到谨慎应对，同时考虑到产品温度可能会达到150摄氏度，设计时候也要确保它散热良好。 同时，在硬件支持方面，恩智浦还会提供参考设计、评估板等。



S32M2软件：支持软件定义汽车，不到20分钟转起一个电机
说完S32M2硬件资源支持， 我们来看一下恩智浦的软件：开发工具、电机算法、复用性。

上图中蓝色的部分主要展示它的开发工具和生态合作。MBDT指的是模块化设计工具箱，客户可以基于这个工具，先定制一个算法构建一个模型，然后让其自动生成代码。汽车数学和电机控制库(AMMCLib)有一些非常高价值的功能来驱动整个平台。S32 Design Studio能够支持S32平台相关所有相关平台，它们都是ARM为基础的，而基于ARM，恩智浦也有广泛的第三方生态系统的支持。

图中绿色的部分，展示的是恩智浦过去15年在 S12  MagniV系列电机控制的经验，因为S32M2起源于MagniV系列，它的相关经验和软件优化后，自然而然可以来支持S32M2。恩智浦有非常广泛的电机控制算法，比如换向控制、FOC无传感器控制、单采样电流测量，这些算法，可以进一步降低电机传感的成本，同时先进的算法能够降低电机噪音，可达到10~15分贝。另外，还有很多算法支持轻量型和更加高效的电机，一辆车的电机数量可达到20~25个，每节省一个瓦时，就能够降低对电动汽车电池的消耗，增加续航里程，支持电动汽车的生产厂商使用更加小的电池。

 上图展示的是四种主要的电动汽车E/E架构的平台，看起来比较复杂，相关的代码量也会很庞大，之间的软件管理也是很大的问题。恩智浦S32系列是高度可扩展的，S32M2的发布也让它可以延伸到12V的电机控制节点，使其能够实施几乎所有车辆的ECU，并且使得OEM厂商和Tier 1能够更加容易地在各个拓扑之间进行转移，可以把软件的工作负载和能力在架构的节点进行上下移动，能够涵盖所有基于S32的处理元素。举一个在线升级（OTA）功能的例子，它既可以通过边缘节点在本地完成，也可以在更高的层次上，比如说区域控制器或者更高性能的计算这样一个层面来完成，都是可以基于S32K或S32M2，可以以一种更加集中的中央控制数据的方式来完成。这完全是由OEM和Tier1来选择，S32可以满足所有这些选择路径。

总的来说，S32M2所用的工具和算法都能够支持非常迅速且创新的原型设计，可以达到“中国速度”，恩智浦的有经销商能够实现不到20分钟就可以使得他的电机进行旋转。


S32M2安全：嵌入式安全符合ASIL B级，防黑客控制

S32M2是根据ISO26262:2018开发的，旨在作为脱离环境的安全芯片（SEooC）使用，用于汽车安全完整性级别为（ASIL）B的系统中。模拟器件对S32K MCU器件系列中经过验证的微控制器进行对照观察，可以抑制单个半导体芯片中可能发生的许多常见故障，有助于实现占用空间小、不影响相关功能安全的远程解决方案。

随着架构当中通信和互动越来越多，安全性也变愈发重要，若车门会被黑客控制，结果难以想象，对于恩智浦而言，功能安全、信息安全，还有用户的舒适度、易用性都至关重要，会随着未来技术的演进而同步演化，使电机控制有足够的性能和能力去跟上技术的发展。

S32M2应用：随处可发挥，预计到2025年上路
一辆车中，S32M2发挥的地方非常多，如现在电动汽车中的安全功能：安全带预紧器、方向盘调节、转向柱锁止、大灯控制等，所有这些都是电机控制所带来的安全功能，所遵循的都是ISO 26262 ASIL B的标准；关于驾乘体验和舒适度方面，包括座椅和头枕调节、侧滑门控制、可折叠方向盘等；发动机盖下的冷却的风扇、热泵系统等，电动汽车的电池组的冷却系统，汽车的逆变器的冷去，还有一些用空气泵给座舱降温或加热的场景等等。

 下图的低刨面天窗和可折叠方向盘，可以具体展示S32M2的优势。 这两个应用对于尺寸的要求都是非常严格的，比如天窗ECU和电机尺寸都要非常小，另外方向盘也涉及多个电机来实现方向盘的折叠。大家可以看到在这些应用当中使用S32M2之后能够非常好地控制规格和尺寸。

这两个案例当中都有对功能安全的强调，比如说都要符合ISO 26262 ASIL B，可以进行安全检查和安全操作，还有防止夹到手指（比如在开天窗的时候）。另外还有一些防止意外的操作，比如在驾驶汽车的时候肯定不希望方向盘突然折叠消失，所以要确保非常有效的控制，也要确保安全的控制。另外，由于实现高度集成，并且减少所需元器件的数量来支持小尺寸的ECU，BOM也能够有两位数的下降，能够更好地支撑OEM和Tier 1的生产和工作。

恩智浦汽车处理器事业部集成解决方案资深总监Thomas Ensergueix谈到：”现在包括中国、美国，以及欧洲的一些国家在内，大概有15-20家一级供应商在做S32M2的检测，如果真正应用应该到2025年。目前还有很多开发和验证工作要做，现阶段的主要工作是评估，真正的上路应用大约在2025年。恩智浦在中国有很庞大的客户群体在使用MagniV产品，他们当中也有很多对S32M2表示了关心。我们在中国有非常强大的团队在支持本地客户，给他们提供样片，帮助他们去做开发，给他们提供专业的技术支持和培训。中国对恩智浦而言是一个非常重要的市场，在电机控制这个非常有活力的领域中，我们通过帮助中国OEM去服务中国市场，同时也服务全球的OEM和市场。“