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42 Elektronik 07 2025 ISSCC 2025 Anzahl der verteilten Steuergeräte zu reduzieren Der erste Schritt in diese Richtung ist die Domänenarchitektur bei der Funktionen in einem Domänen-Controller logisch zusammenfasst werden es gibt beispielsweise einen Domänen-Con troller für Infotainment einen für Body-Con trol einen für Power-Train Fahrzeuge mit dieser Architektur sind bereits auf der Straße Schiefer erklärt weiter »Der Nachteil der Domänenarchitektur ist dass es sich um logische Cluster handelt und dass das Auto im Gegensatz zu einem Smartphone große Abmessungen hat « Die Weiterentwicklung der Domänenarchitektur ist die Zonenarchitektur – eine Architektur die ebenfalls auf Clustern beruht bei denen aber die Funktionen aufgrund ihrer physischen Lage in einer Zonen-Control-Unit gebündelt werden zum Beispiel in jeder Ecke des Fahrzeugs Die beiden Ansätze werden gemischt sodass einige Funktionen in einem Do mänenund einige in Zonen-Controllern zusammen gefasst werden Langfristig erwartet Schiefer dass alle Funktionen die logisch geclustert werden können in einem oder mehreren zentralen Rechnern im Auto zu sammen geführt werden plus zusätzliche Zone-Control-Units ZCU Schiefer teilt gemäß dieser Architektur die Halbleiter in drei Bereiche ein Zentralrechner ZCU und Endpunkte Die zentralen Rechner HPC High Performance Computing benötigen SoCs mit hoher Rechenleistung die laut Schiefer mit Fertigungstechnologien im einstelligen Nanometerbereich umgesetzt werden Dazu kommen Safety-MCUs und eine ausfallsichere Stromversorgung Die Zonen-Mikrocontroller wiederum übernehmen Steuerungsund Gateway-Funktionen einschließlich Protokollübersetzung Der dritte Bereich umfasst die zahlreichen verschiedenen Endpunkte mit ihren eigenen ECUs In diesem Bereich sind zum Beispiel Aufgaben wie die lokale Kontrolle über intelligente Echtzeitmechatronik wie Getriebe Motorsteuerung Lenkung usw angesiedelt aber auch Funktionen wie Sitzverstellung elektrische Fensterheber Zentralverriegelung und Radar Die Rechenleistung wird zwar zentralisiert im Gegensatz dazu wird aber die Stromversorgung dezentralisiert Der bisherige Ansatz mit einer Batterie und einem großen Kabelbaum funktioniert »aus Sicherheitsgründen nicht mehr weil bei dieser neuen E E-Architektur sichergestellt sein muss dass alle Zonenund Hochleistungs-Rechencluster eine unabhängige und redundante Stromversorgung haben« erklärt Schiefer Mikrocontroller und ihre Herausforderungen »Früher hatten die Mikrocontroller zwei Hauptaufgaben System-Management und Echtzeitsteuerung« sagt Schiefer Heute müssen sie viel mehr Aufgaben übernehmen sodass mittlerweile in vielen Fällen diverse Hardwareeinschließlich KI-Beschleuniger und Datenverarbeitungs-Engines notwendig sind Das heißt Diese Mikrocontroller sind mit viel mehr Kernen ausgestattet Darüber hinaus muss der Controller in der Lage sein gewisse Funktionalitäten aufrechtzuerhalten selbst wenn Teile des Systems ausfallen Schiefer betont »Wenn es zu einem Systemausfall kommt muss das System in der Lage sein sich selbst zu reparieren « Diese Ausfallsicherheit ist natürlich nicht für alle Kerne notwendig »aber für die Echtzeitsteuerung ist das sehr wichtig« ergänzt Schiefer Da rüber hinaus muss die Hardware skalierbar sein damit eben verschiedene Funktionalitäten mithilfe unterschiedlicher Prozessorkerne realisiert werden können Schiefer ist der Überzeugung dass RISC-Vdafür der richtige Ansatz ist Die Open-Source-ISA ist skalierbar und flexibel »Anpassungen sind leicht möglich und sie erfüllt alle Anforderungen die ich zuvor erwähnt habe« legt Schiefer dar SDVs bedingen eine zentralisierte Rechenleistung und eine dezentralisierte Stromversorgung Bild Infineon Die Anforderungen an die Hardware steigen Leistungssteigerungen bei Komponenten in den Jahren 2018 2025 und 2030 Bild Infineon