全自主IPKungFu内核：实现从单核到多核的统一处理器架构

2022年11月14日，在由盖世汽车主办，上海虹桥国际中央商务区管理委员会、上海市闵行区人民政府指导，海南虹桥投资发展有限公司协办的2022第二届智能汽车域控制器创新峰会上，王新微电子FAE董事陆恒洋提出，域控制器作为向上集成和扩展计算的器件，是实现软件定义汽车的第一步。基于对域控制器的理解，王新微电子认为，IO和计算的分离是汽车电子电气架构发展的主要方向，而域控制器作为电源管理、数据连接和功能集成的核心，将快速部署在电子电气架构中，形成关键的电子架构体系。

王新微电子是一家定位于汽车电子、工业控制等市场的芯片设计公司，拥有自主知识产权的嵌入式处理器核心——功夫和全栈开发工具系统。目前功夫核心的MCU已经应用于汽车灯光、电机电源控制、驾驶辅助、智能驾驶舱、底盘电源、车身控制等整车各个部位。

鑫微电子的FAE总监

组织以下演讲内容:

关于王新微电子

上海王新微电子是一家研发基于功夫核心的高性能MCU和DSP的高科技企业。成立10多年来，一直专注于汽车、工业等高可靠性领域。不仅为用户提供了差异化的产品，还为用户提供了完整的开发工具链，实现了从产品到开发工具链的全覆盖。真功夫系列MCU功耗低，可靠性高，性能高，批量一致性和稳定性好，累计出货量上亿。

在汽车电子关键领域，布局自己的处理器核心，实现产品落地。通过功夫芯的MCU，我们与国内多家Tier 1和主机厂建立了深度合作，我们的产品已经应用到国内外各大主机厂的车上。

我们从2012年开始打造真功夫核心MCU产品，真功夫处理器架构真正商用是在2012年。从最简单的8位MCU开始，2019年成功推出基于功夫处理器内核的32位MCU产品。2020年，汽车行业开始向我们国内的半导体厂商敞开大门。到目前为止，我们已经推出了近50款汽车级功夫芯8位和32位MCU产品。今年，我们将发布更强大的MCU产品，符合ISO26262标准的ASIL-B级。接下来，我们将量产ASIL-D级别的多核MCU产品，用于域控制和机箱控制。

区域控制器:提高汽车智能化的重要一步

现在的汽车电子控制系统正在向软件定义汽车发展，但软件定义汽车不是目的。我们的目的是降低成本，减少线束，提高可靠性，快速迭代软件和产品，实现千人千车的目标。

传统的电子和电气系统采用分布式架构，其特点是每个功能都有一个独立的ECU。功能越多，ECU控制器和线束越多，这样的分布式架构不会适合智能汽车。

域控制作为一种向上集成和扩展的计算设备，是实现软件定义汽车的第一步，但域控制并不能解决根本问题。这时，区域管制员的作用就非常关键了。作为节点，它起着枢纽的作用，可以满足车内空间物理设备的配电和数据连接需求，也是电源和数据的中心。比如Onebox集成了EPS、ESC等功能，通过导线形成一个底盘。区域控制器看似功能简单，却是简化汽车架构，进一步提高汽车性能的关键一步。

根据以上理解，我们认为I/O与计算的分离是下一步汽车电子电气架构的一个主要方向。中央网关和域控制实现信息中心和软件服务中心的高计算和硬件虚拟化要求，而区域控制器作为电源管理、数据连接和功能集成的核心，将快速部署在电子电气架构中，形成关键的电子架构系统。

全IP功夫芯:实现从单核到多核的统一处理器架构。

汽车的不同部分对MCU控制器的性能有不同的要求。区域控制器不断被集成，但其功能不会改变。比如未来汽车还是会有车灯系统，但是更多的功能会集成在一起。不同的区域控制器和不同的区域功能会对MCU的性能提出更高的要求。我们认为汽车灯光的MCU接下来可能需要ASIL-B甚至ASIL-D的MCU产品，MCU对车身控制、电机、电源的性能要求也会发生很大的变化。内存可能达到4M甚至8M，主频甚至可能达到200m的要求。智能驱动领域对MCU的要求也是一样的。内存可能达到8M、16M以上，主频达到300m以上，对功能安全和信息安全的要求更高。

王新微电子推出了自己的处理器核心，功夫，这是一个完全独立的IP。功夫芯是独立于MIPS、ARM、RISC-V的完全自主知识产权的处理器架构，实现了从简单到复杂、从单核到多核的统一处理器架构。

基于我们自己的KungFuIP架构，我们衍生了四个独立的产品架构，第一个是KungFu8核，第二个是KungFu32通用处理器核，接下来是KungFu32D数字信号控制器核和KungFu32DA多核功能安全系统。

在KungFu32处理器核心上，我们主要介绍了三代核心。一个是KungFu32F的通用处理器核。目前我们的单核处理器都是基于KungFu32F量产的。

其次是KungFu32D核，集成了DSP处理单元，在KungFu32F核的基础上支持MAC类运算指令、三角函数指令、重根指令和SIMD运算指令。

KungFu32DA采用多核系统集成，功能安全达到ASIL-D，主要用于域控制器和机箱控制。我们计划在明年年底或2024年初向市场推出这款产品。

基于一整套底层功夫内核技术，我们推出了多款功夫32产品。今年年底我们将推出功能安全芯片KF32A158和KF32A168，符合 F3 asil-B ,最高频率为180 MHz。

域控制和区域域控制的发展不仅提高了MCU的性能，也提高了功能安全性和信息安全性。随着负责的功能越来越多，其安全性变得越来越重要。基于独立处理器核实现功能安全是王新微电子非常重要的核心技术和优势。基于自主内核IP，通过硬件安全机制的设计实现功能安全，体现了我们的自主研发能力和创新能力。

王新微电子单片机应用场景

功夫核心的MCU目前应用于汽车的各个部位，应用场景包括汽车照明、电机功率控制、辅助驾驶、智能驾驶舱、车身控制等。今年，真功夫的MCU已成功进入底盘域控制核心ECU控制器，包括EPB、EPS、ESC等双控核心模块，国内搭载的部分微型车、微型车已成功实现量产。接下来，王新高端MCU的主要应用方向包括汽车网关、域控制器、发动机ECU、电驱动系统、BMS、汽车底盘的域控制与应用。

王新希望成为中国半导体的坚实供应商，我们的定位是承担中国汽车芯片领域的探索者、创新者和突破者的角色。

股份有限公司协办的2022年第二届智能汽车领域控制器创新峰会主题演讲《功夫内核MCU在车身领域控制的布局》)