[EDITION ABONNES] Jusqu’ici fidèle à l’architecture Power pour ses microcontrôleurs automobiles (avec notamment les familles 32 bits SPC56 et SPC58), STMicroelectronics adopte aujourd’hui l’architecture Arm, et plus particulièrement le cœur Arm Cortex-R52, pour sa nouvelle génération de microcontrôleurs temps réel automobiles Stellar, ...conçus pour assurer une conformité de niveau Asil-D vis-à-vis des exigences de sûreté de fonctionnement ISO 26262. Actuellement échantillonné, le premier membre de la gamme embarque six cœurs Cortex-R52 cadencés à 400 MHz, 16 Mo de mémoire non volatile à changement de phase PCM et 8 Mo de RAM, le tout dans un boîtier BGA516. Si l’on en croit la société de semi-conducteurs, des unités de contrôle/commande embarquant cette puce sont déjà testées sur le terrain avec des clients clés.

Pour rappel, le Cortex-R52 est le premier cœur de processeur temps réel lancé par le britannique Arm qui implémente l’architecture ARMv8-R, dévoilée en 2013 (lire notre article ici). Cette architecture pour processeurs embarqués temps réel est destinée à satisfaire les contraintes de sûreté de fonctionnement typiquement rencontrées sur les marchés de l’automobile (entre autres). Bâtie sur les fondamentaux de l’architecture 32 bits ARMv7-R, aujourd’hui à l’œuvre dans les processeurs à cœur Cortex-R, et destinée à étoffer l’architecture ARMv8-A, l’architecture ARMv8-R se distingue essentiellement par l’intégration dans le silicium d’un mode hyperviseur. Un mode qui permet l’exécution de plusieurs systèmes d’exploitation, applications et tâches temps réel sur un seul et unique processeur, tout en assurant une parfaite isolation entre des environnements qui n’obéissent pas forcément aux mêmes contraintes de sécurité ou de sûreté de fonctionnement. A notre connaissance, seul NXP avait, avant STMicroelectronics, annoncé des processeurs automobiles à cœurs Arm Cortex-R52 (les S32S en l’occurrence).

Selon le groupe franco-italien, les microcontrôleurs Stellar, gravés en technologie FD-SOI 28 nm et fabriqués en France dans son usine de Crolles, sont toutefois, pour l’heure, les seuls conçus pour le marché automobile qui associent sur une même puce des cœurs Cortex-R52 (avec une fréquence maximale de 600 MHz) et de la mémoire non volatile à changement de phase PCM (à hauteur d’une capacité maximale de plus de 40 Mo) pour des traitements déterministes en temps réel et une consommation maîtrisée, même dans des environnements sévères à haute température (la rétention de données est assurée jusqu’à +165°C).

Ils ciblent plus particulièrement les architectures de véhicules de nouvelle génération qui s’appuient sur de gros « contrôleurs de domaine » pour les applications de transmission, de châssis et d’assistance évoluée à la conduite automobile (ADAS). Ces contrôleurs ont vocation à faciliter la transition vers des architectures orientées services et données en étant aptes à effectuer de la fusion de données émises par de multiple capteurs connectés tout en réduisant la complexité de câblage et le poids des composants électroniques.

« Les microcontrôleurs Stellar fournissent les performances temps réel et la sûreté fonctionnelle requises par les nouveaux contrôleurs de domaine qui prennent en charge des services orientés données pour un secteur qui sera valorisé à hauteur de 1 400 milliards de dollars en 2030, assure Marco Monti, président du groupe Automobile et Composants discrets chez ST. Les puces Stellar sont conçues pour s’adapter aux architectures essentiellement logicielles qui vont drainer ce nouveau flux de revenus et où les fonctions fournies jusqu’alors par plusieurs ECU vont être intégrées au sein de domaines plus larges, avec la possibilité d’installer à distance de nouvelles fonctionnalités sans compromettre la sûreté et la sécurité du véhicule. »  

Pour atteindre le niveau de qualification ISO 26262 Asil-D requis par le monde automobile, STMicroelectronics a étendu les cœurs Cortex-R52 avec des fonctions lockstep et mis à profit un hyperviseur pour assurer la séparation logicielle et la protection mémoire, gages de sûreté fonctionnelle et de fiabilité. En outre, la société a associé aux Cortex-R52 trois cœurs Arm Cortex-M4 avec unité de calcul en virgule flottante et extensions DSP pour accélérer certaines applications. Dotés aussi d’interfaces eMMC et HyperBus pour des extensions de stockage externes et d’interfaces Ethernet, CAN-FD et LIN, les microcontrôleurs Stellar disposent par ailleurs d’un module de sécurité matériel HSM conforme aux spécifications Evita Full édictées par le projet européen du même nom et implantent notamment des techniques de prévention, de détection et de confinement d’attaques malveillantes.

Plusieurs partenaires de ST ont annoncé leur intention de proposer outils de développement (Arm, Green Hills, HighTec, Wind River), outils de débogage (iSystem, Lauterbach, PLS) et logiciels (Elektrobit, ETAS, Vector) en soutien des microcontrôleurs Stellar.

Vous pouvez aussi suivre nos actualités sur la vitrine LinkedIN de L'Embarqué consacrée aux microcontrôleurs : Embedded-MCU https://www.linkedin.com/showcase/embedded-mcu/