放入MCU中，不过当前汽车MCU这种做法还不太常见。日前，ST（意法半导体）发布业界首款内置AI加速器的汽车级MCU
Yole在最新的报告中指出，MCU正在进入新的增长周期，其中汽车仍是最大收入驱动力。AI能力也正在成为厂商建立差异化优势的关键，预计到2028年，MCU级AI将覆盖至少10%的所有MCU。另据S&P数据显示，2030年汽车MCU市场规模（TAM）可达约160亿美元。
“Stellar P3E是ST布局这160亿美元的整体战略的重要一环。具体路径是围绕行业的各大关键发展趋势研制不同的产品系列。”意法半导体通用和汽车微控制器事业部副总裁兼总经理Luca Rodeschini向EEWorld说道。
如果关注汽车，你一定对“多合一”（X-in-1）不陌生，比如比亚迪的8-in-1架构和华为的7-in-1系统。这些“多合一”通过将多种独立功能整合至单一高性能控制单元，实现整车架构的革新。
Luca Rodeschini表示，当前汽车产业已走过单纯的机械升级阶段，在电动化和网联化驱动下，汽车已变成一台高性能计算机，随之而来的便是软件数量激增、安全标准日趋严苛，全球供应链断裂、新势力车企入局等全球行业不稳定因素，这些挑战为业界带来前所未有的系统复杂性。此时，真正的赢家是那些快速创新与成本控制并举的企业。
说白了，就要实现高效电动化，所以厂商才要不断将功能整合在一起。归根结底，能效提升并非只是改善电池管理系统，还事关整个系统及所有部件能否协同工作，打造更智能、更经济的汽车。
不过，这会对芯片厂商提出更高要求，为了应对这种挑战，ST聚焦三大块：一是简化系统复杂性和降低成本，这意味着分散的硬件和集成的软件；二是推动系统智能化，在控制单元中部署AI算法；三是打造新一代高速计算平台，搭配高精度感知与执行技术。
为此，ST全新推出了Stellar P3E，它并非现有产品的小幅升级，而是新一类MCU，是实时控制与AI的融合之物或跨界产品，是电动汽车“多合一”电驱系统的完美引擎。
至此，ST已经在汽车领域实现一整套的方案：P3E所在的Stellar P系列专注动力总成与多合一域控，对于油车和电车均适用；Stellar G系列主打区控与网关；即将推出的STM32A系列布局终端感知与执行应用。从简单的边缘传感器和执行器，到区控聚合器和高性能域控制器，ST的所有产品采用相似架构与生态，可简化区域化车辆架构的功能集成、设计复用和系统维护。
对行业来说，软件定义汽车（SDV）无疑是最显著的未来发展趋势，而在其中，AI是引领变革的核心。之所以如此强调AI，是因为它能够解决传统算法无法解决的问题，处理海量非结构化数据，从中挖掘规律、趋势、序列等数据模式，让系统具备自主学习、自适应与自我持续优化的能力，实现以往因复杂度过高而难以落地的功能。
Stellar P3E便是应对AI趋势而生的产品。其最大亮点就是引入了ST Neural Accelerator，这是一款专用神经网络处理单元，能够高效运行神经网络模型，处理延迟和推理时间非常短。其数据流架构可加快实现卷积、池化、激活等神经网络的关键运算，在某些情况下，该神经网络处理器的推理时间是运行相同算法的中央处理器的六十九分之一，同时大幅降低功耗与内存占用率，显著提升系统的响应速度。
为什么要在汽车MCU放入NPU？Luca Rodeschini向EEWorld解析，提升MCU的能力和功能，使其能够运行高效AI，解决新问题，具有重要的战略意义。神经网络算法能够处理分类、回归类问题，而业界一些依靠简单数学函数的处理器是无法高效实时运行这类算法。
Neural ART加速器采用全数据流架构，功耗仅几十毫瓦，无需访问外部存储器，支持 8位和16位运算，AI算法全隔离运算，效率和实时性更好。
这类方案应用空间十分广阔，从车载充电机网络分类，到机械部件磨损检测，ST在与客户的沟通中看到了海量机遇。Luca Rodeschini进一步举例，以汽车防夹算法为例，AI让防夹检测更精准，更能适应复杂的环境变化，防夹干预动作更快；AI在实时时间序列分析方面优势显著，能从随时间变化的特征与参数中挖掘规律，并据此Kaiyun官方入口制定控制策略；AI还能大规模实现预测性维护，覆盖从小型机械部件到复杂系统部件，甚至电气部件的磨损检测。
AI无感或虚拟传感技术也是ST关注的未来另一个关键使能技术。例如，从现有多模态信号中算出电池内部温度或电机扭矩，只用一颗Stellar MCU即可完成几个分立传感器所承担的任务，进一步精简汽车架构的BOM，减少线束数量，降低汽车自重。
ST认为，这种以软件为中心的思路可提升设计灵活性，用模型和固件设定功能比用硬件更灵活，因为模型和固件比较容易更新、复用与移植。模型长期稳健性管理是一个不小的挑战，包括伴随部件老化或工况变化出现的算法漂移等风险。因此，ST的解决方案整合高集成度与严格的数据驱动认证、持续监测、xMemory等可扩展存储器、支持OTA更新的AI模型，从而在整个车辆生命周期内，传感器都能保持良好的性能，传感器功能升级无需召回车辆，只用固定的硬件传感器是无法实现这个概念。
除了搭载NPU，P3E本身也具备不俗的特性，能够为“多合一”电驱系统减重43%，体积减小27%，高压连接器成本节省60%，软件包与开发工具的数量锐减75%，不仅实现硬件碎片化，还大幅简化了软件的复杂性。
第一，在中央处理器载集群方面，搭载500MHz Cortex-R52+核心（Stellar P系列此前产品为400MHz）CoreMark跑分达8000分，为同品类行业最高，四颗核心中有两颗采用分锁核配置。
第二，搭载自研PCM（相变存储）技术，为客户提供最高19.5 MB的非易失性存储器。ST的PCM拥有行业内密度最高的存储器，在芯片面积相同的条件下，存储容量比竞品提升一倍以上。价格亲民的大容量存储器不仅保障了车辆具有实时远程OTA无线升级能力，能让车企在车辆交付后，通过软件轻松拓展汽车功能。此外，更大的PCM容量可支持更高级的功能和AI运算任务，模型权重可存储在PCM中，对推理时延影响极小。
第三，新增智能低功耗模式，在没有唤醒主核的情况下，某些重要基本功能可以继续运行。在驻车时，MCU进入低功耗模式，维持车辆部分功能正常运行，在不消耗电池的前提下，全天候开启部分功能，优化能源使用效率，节能效果尤为明显。
第四，提供丰富的输入输出接口，大幅简化“多合一”系统集成难度，其模拟前端专为
严苛的车用设计，提供高级模拟信号处理功能以及大量的实例；此外，封装设计进一步放大了引脚数量多的优势，在21×21毫米的封装内，提供多达308个通用输入输出引脚，比市场现有某些方案增加20%以上。这些特性是提高“多合一”架构的实用性和可靠性的关键所在。
第五，配备千兆以太网接口，支持最新的CAN-XL通信协议，让客户可从传统网络逐步迁移至确定性更高的高带宽拓扑架构，而无需重新设计整个平台。
第六，拥有100多路ADC模数转换通道，支持多种转换模式，包括Σ-Δ型、SAR型，确保用一颗MCU控制所有元器件。
第七，在安全性和灵活性方面，客户可动态平衡计算性能与安全等级，每种配置都没有牺牲任何性能；严格的抗干扰设计采用硬件机制，保障各关键功能的软件运行安全；集成了灵活的安全功能，包括分锁与锁步模式，且符合ISO 21434网络安全标准，是各种电动汽车（电驱系统）、车身电子、增程器的理想选择。
值得一提的是，在工具方面，P3E已经在ST Edge AI Suite中获得全面支持，这是一个面向数据科学家和嵌入式工程师、覆盖从数据集创建到设备部署全流程的完整边缘人工智能生态系统。作为该套件的一部分，NanoEdge AI Studio工具现已支持全系Stellar MCU产品。此外，Stellar P3E已集成至Stellar Studio——ST为汽车工程师量身打造的一体化开发环境中。这些工具共同构建了稳健的硬件与软件生态，旨在优化复杂边缘人工智能解决方案在严苛汽车环境中的部署流程。
随着软件定义汽车大行其道，P3E在一个高集成度平台上集成高性能处理器、嵌入式 AI处理器和xMemory可扩展非易失性存储器，可承载复杂的软件定义功能，包括控制算法与虚拟传感器，简化整车架构。其中，xMemory为固件、AUTOSAR协议栈等完整软件包提供高密度、高速、可靠的存储空间，Stellar支持持续的OTA更新与动力总成、车身、底盘等软件跨域整合。这让整车厂可在不改动硬件的前提下，逐步部署、优化与升级车辆功能，直接契合软件定义汽车的需求，以及向区域化、集中化架构转型的趋势。
