以英飞凌 MCU 为核心的 Macnica 汽车产品开发解决方案

本文主要介绍以英飞凌车载 MCU 为核心的 Macnica 汽车产品开发解决方案，包括 SDV 趋势下的开发挑战、一站式开发支持服务、MBD 开发环境及演示案例。

一、随着 SDV (软件定义汽车) 的加速发展，软件日益复杂化

随着 xEV 的普及、自动驾驶技术的进步以及 SDV 化的加速，车载 ECU 所承担的角色正在发生巨大变化。特别是 SDV 快速发展的背景之下，车辆正从以硬件为中心的产品向以软件为中心的平台转变。车辆的价值越来越取决于通过软件实现的功能添加与改进，从行驶性能、驾驶辅助、舒适配置，乃至通过 OTA 进行的持续更新，我们已进入软件主导车辆整个生命周期的时代。

此外，市场还要求车辆具备与云端及其他车辆连接的能力，灵活可重构的 ECU、集成的区域架构、大规模软件并行开发等传统方式难以应对的开发需求不断增加。为符合各国不断推进的安全标准和网络安全法规 (ISO 26262、ISO/SAE 21434、UN-R155/R156)，建立能够持续更新软件并维持安全性的机制也变得不可或缺。

受此类环境变化的影响，以下要求已成为所有 OEM 和一级供应商共同面临的课题：

・随着 E/E 架构的演进，ECU 功能日益强大、集成度日益提高
・加强对功能安全 (ISO 26262) 和网络安全 (ISO/SAE 21434) 的要求

・缩短产品上市时间并最大限度提高开发效率

另一方面，OEM 提出的技术规格要求正逐年严苛和复杂，仅靠公司自身资源已难以满足需求。针对这一情况，Macnica 能够根据客户的需求，提供适用于广泛车载应用的英飞凌 MCU，以及 MCU 开发所需的工具和解决方案。

图1 开发挑战

二、为您提供 MCU 开发所需的一站式服务

在车载 MCU 开发过程中，从基础研究到量产，涉及众多工序和各种工具。为了兼顾开发效率与质量，构建统一的开发环境至关重要。Macnica 以与英飞凌公司车载 MCU 具有高度兼容性的生态系统合作伙伴为核心，通过协作，提供全面支持整个开发生命周期的解决方案。

可推荐的生态系统合作伙伴服务示例：

・咨询、需求定义支持

・虚拟开发环境的构建与实施支持

・基于模型的开发环境的构建与实施支持

・车载软件 (AUTOSAR/RTOS/Security/Safety/功能安全) 的提供、实施及使用方法支持

・开发环境 (IDE/Compiler/Debugger) 的提供及使用方法支持

・与安全/功能安全相关的软件提供、实施及流程构建支持

通过将 Macnica 作为接口，可以减少客户调研各类工具/服务所花费的时间，从而为客户提供支持。这样一来，客户便能腾出更多时间专注于设计和验证工作，不仅能实现附加值的最大化，还能帮助缩短开发周期并提升产品质量。

图2 Macnica 一站式开发支持服务概览

三、Macnica 的解决方案示例

图3 Macnica 解决方案示例

根据客户需求推荐的 MCU 及开发环境

・英飞凌
AURIX™ MCU 采用多核架构并具备锁步功能，不仅性能卓越，而且支持 HSM (硬件安全模块) 及 ISO 26262 标准，因此能够满足高可靠性和高安全性等要求。随着基于 ARM 内核的中小规模 MCU——TRAVEO T2G™、Automotive PSOC4™ 等产品线扩充，截至 2025 年，英飞凌在车载 MCU 销售额方面已确立全球第一的地位。在日本市场，英飞凌产品也拥有多年的应用实绩，作为满足车载控制要求的 MCU，已被众多客户采用。此外，由于开发环境和软件等资源具有复用性，英飞凌针对不同产品和应用，推出了多种可用于可行性评估的评估板。

图4 英飞凌车载 MCU 产品系列

通过 Macnica 的委托开发与咨询服务，助力客户加快设计开发进程

Macnica 不仅提供满足市场需求的 MCU，还通过加速开发流程，让客户能够专注于应用开发。基于这一背景，我们多年来持续推进覆盖车载 ECU 开发全流程的解决方案构建。目前，Macnica 与合作伙伴企业联手，提供以下服务 (示例)：
・AUTOSAR、BSW、MCAL、RTOS 的实现支持

・应用程序开发

・MCU 软件的移植支持与实现

・系统、机箱、电路板的热分析与电磁分析及仿真

・ECU 机箱的设计

・功能安全及安全软件的嵌入式开发、MBD、MBSE

合作伙伴提供的产品支持内容广泛，涵盖 MCU 开发所需的开发工具使用方法、软件产品的实现与嵌入方法等。

作为能够在各个阶段解决客户所面临问题的解决方案提供商，Macnica 会预先验证各开发阶段所用工具之间的兼容性。

Macnica 将各家公司的工具转化为资源，提供独有的技术支持——Model Based Development

图5 基于模型的开发环境与 HSP 概要

这里介绍 Macnica 的一项独有技术资源——利用基于模型的开发 (MBD) 环境构建控制模型，以及通过自动代码生成功能进行实机演示的案例。我们使用 MathWorks 公司的 MATLAB/Simulink 及 Embedded Coder，以及 Tasking 公司的 SmartCode，基于 AURIX™ 评估板构建了 BLDC 电机转速控制演示。

通过利用 MathWorks 公司工具所提供的 AURIX™ 专用硬件支持包 (HSP)，可以在该环境中轻松构建控制模型。将经过验证的控制模型通过自动代码生成功能输出为 C 代码，并与编译器配合将其写入 MCU，从而实现相关功能。

引入 MBD 开发工具的优势如下：

・可在没有硬件的环境下早期开发控制算法

・有助于早期发现 Bug 与错误，提升设计质量

・可从算法设计到实现一气呵成

・可进行模型与代码的等价性验证 (需求→模型→实现→测试)

・支持各类编码规范 (MISRA C、ISO 26262、IEC 61508 等)

・有助于削减设计工时和实现错误

・有助于降低 MCU 世代迁移时的投入成本 (资产可复用)

据了解，在 OEM 验收时，不少项目都会要求提供模型。我们认为，MBD 开发正逐渐成为车载市场的通用语言，这也是推动这一趋势的重要因素之一。

因此，为了帮助客户解决从搭建该环境到实施过程中的各类难题，我们构建了可进行预先验证的环境，并通过与合作伙伴企业紧密协作，建立了从咨询到实施的全流程支持体系。