บอกลา Smart Cockpit ราคาแพง ชิปใหม่จาก Infineon เปลี่ยน MCU ให้ขับ 2 หน้าจอ Full HD ได้
Hightlight
Infineon เปิดตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ Traveo T2G CYT4EN ชูจุดเด่นการทลายข้อจำกัดด้านกราฟิกของชิป MCU ด้วยการจับมือกับ Micron นำหน่วยความจำ LPDDR4 ภายนอกมาใช้ ส่งผลให้ประมวลผลภาพ 2.5D/3D และขับหน้าจอ Full HD ได้พร้อมกันถึงสองหน้าจอในราคาที่เข้าถึงง่าย เหมาะสำหรับรถสองล้อและรถยนต์ระดับ Mass การสลับมาใช้สถาปัตยกรรมนี้ช่วยลดต้นทุนรวมและโครงสร้างฮาร์ดแวร์ได้อย่างมหาศาล เพราะไม่จำเป็นต้องแยก MCU ควบคุมระบบ รองรับแผงวงจรเพียง 6 ชั้น และทำงานได้โดยไม่ต้องใช้พัดลมระบายอากาศ นอกจากนี้ยังโดดเด่นด้วยความเร็วในการเปิดระบบที่พร้อมทำงานในเวลาต่ำกว่า 150 มิลลิวินาที
ขุมพลังภายในขับเคลื่อนด้วย dual Arm Cortex-M7 คู่กับ Cortex-M0+ สำหรับงานความปลอดภัยที่ความเร็ว 320 MHz มีความจุ Flash 6 MB, SRAM 640 KB และ WFlash 128 KB สำหรับบันทึกข้อมูล พร้อมลุยงานมัลติมีเดียเต็มรูปแบบด้วยระบบถอดรหัส JPEG, ช่องต่อกล้องอินพุต, โมดูลเสียงฮาร์ดแวร์ และพอร์ตเชื่อมต่อครบครันทั้ง CAN FD และ Gigabit Ethernet ด้านความปลอดภัยผ่านการรับรองมาตรฐาน ISO 26262 (ASIL-B) และ ISO 21434 พร้อมรองรับซอฟต์แวร์ยานยนต์มาตรฐานอย่าง Drivecore, Autosar และ ModusToolbox™ โดยตัวชิปพร้อมสำหรับการสั่งซื้อและนำไปใช้ในไลน์การผลิตทันที
ในยุคที่ยานยนต์ไม่ได้เป็นเพียงพาหนะสำหรับการเดินทางอีกต่อไป แต่กำลังพัฒนาไปสู่ Software-Defined Vehicles (SDVs) หรือยานยนต์ที่ขับเคลื่อนความสามารถต่าง ๆ ด้วยซอฟต์แวร์ หน้าจอแสดงผลและแผงหน้าปัดดิจิทัล (Instrument Cluster) จึงกลายเป็นองค์ประกอบสำคัญที่ช่วยยกระดับประสบการณ์การขับขี่ให้ทันสมัยยิ่งขึ้น
แต่เบื้องหลังภาพกราฟิกที่สวยงามและการแสดงผลที่ลื่นไหล กลับมีโจทย์ทางวิศวกรรมที่ผู้ผลิตต้องเผชิญอยู่ นั่นคือ การขับเคลื่อนหน้าจอความละเอียดสูงและกราฟิก 3D มักต้องอาศัยชิปประมวลผล SoC (System-on-Chip) ที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งอาจมาพร้อมต้นทุนที่เพิ่มขึ้น โครงสร้างระบบที่ซับซ้อน และการใช้พลังงานที่มากขึ้นตามไปด้วย
Infineon จึงนำเสนออีกทางเลือกด้วยการเปิดตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ (MCU) ตระกูล Traveo T2G รุ่น CYT4EN ที่มุ่งตอบโจทย์การออกแบบระบบแสดงผลในยานยนต์ โดยเฉพาะกลุ่มรถสองล้อ (Two-wheelers) และรถยนต์ที่ให้ความสำคัญกับการควบคุมต้นทุนและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
เพิ่มขีดความสามารถของ MCU สำหรับระบบแสดงผล
หนึ่งในจุดเด่นสำคัญของ CYT4EN คือการเพิ่มขีดความสามารถด้านการประมวลผลกราฟิกของ MCU ด้วยการรองรับหน่วยความจำภายนอกแบบ LPDDR4 ซึ่งพัฒนาร่วมกับ Micron ช่วยเพิ่มแบนด์วิดท์สำหรับรับส่งข้อมูลระหว่างหน่วยประมวลผลกับหน่วยความจำ ทำให้สามารถรองรับงานกราฟิกที่ซับซ้อนขึ้นได้
ด้วยความสามารถนี้ CYT4EN จึงรองรับการประมวลผลกราฟิกทั้งแบบ 2.5D และ 3D พร้อมขับเคลื่อนหน้าจอความละเอียดระดับ Full HD ได้สูงสุด 2 จอพร้อมกัน เปิดโอกาสให้ผู้ผลิตพัฒนาระบบแสดงผลในยานยนต์ได้หลากหลายขึ้น โดยไม่จำเป็นต้องพึ่งพาสถาปัตยกรรมที่ใช้ SoC ประสิทธิภาพสูงในทุกกรณี
การรวมฟังก์ชันไว้ใน MCU ตระกูล CYT4EN ส่งผลต่อการออกแบบระบบแสดงผลในยานยนต์ ทั้งในด้านจำนวนชิปที่ต้องใช้ โครงสร้างแผงวงจร และการจัดการความร้อน โดยมีประเด็นสำคัญ 3 ด้าน ลดจำนวนชิปในระบบ, ลดจำนวนชั้นของ PCB และ ลดความจำเป็นในการใช้ระบบระบายความร้อนแบบแอ็กทีฟ
บูตระบบรวดเร็ว พร้อมรองรับมาตรฐานความปลอดภัยยานยนต์
CYT4EN สามารถเริ่มต้นระบบ (Boot Time) ได้ภายใน 150 มิลลิวินาที หรือ 0.15 วินาที หรือ ช่วยให้ระบบแสดงผลพร้อมทำงานได้อย่างรวดเร็วหลังเปิดสวิตช์
นอกจากความเร็วในการเริ่มต้นระบบแล้ว CYT4EN ยังรองรับมาตรฐานที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยของระบบยานยนต์ ทั้ง ISO 26262 (ASIL-B) สำหรับความปลอดภัยเชิงฟังก์ชัน และ ISO/SAE 21434 สำหรับการจัดการความเสี่ยงด้านความปลอดภัยทางไซเบอร์
เจาะลึกสเปก Traveo T2G CYT4EN: ชิปขุมพลังใหม่ ตอบโจทย์หน้าจอ ยานยนต์ยุคถัดไป
เบื้องหลังการประมวลผลกราฟิกและการควบคุมหน้าจอของ Traveo T2G CYT4EN คือสถาปัตยกรรมที่ประกอบด้วยหน่วยประมวลผลหลายคอร์ โดยมีคอร์หลักและคอร์เสริมทำงานร่วมกัน ได้แก่
- Dual Arm Cortex-M7 (320 MHz) : ใช้ประมวลผลงานหลักของระบบ รวมถึงงานด้านกราฟิกและการแสดงผล
- Arm Cortex-M0+ (100 MHz) : ทำหน้าที่จัดการงานควบคุมและอุปกรณ์ต่อพ่วง ช่วยแบ่งเบาภาระจากคอร์หลัก และรองรับงานที่ต้องทำงานแยกจากกัน
อีกหนึ่งจุดสำคัญคือ ชิปแบ่งการจ่ายไฟให้แต่ละส่วนแยกจากกัน (Independent Voltage Domains) ทำให้สามารถลดหรือปิดการจ่ายไฟให้บางส่วนที่ไม่จำเป็นต้องทำงานได้ ขณะที่ส่วนอื่นยังคงทำงานต่อไป ช่วยลดการใช้พลังงานโดยไม่จำเป็นต้องปิดการทำงานของชิปทั้งหมด
อีกส่วนสำคัญคือการทำงานร่วมกันระหว่างทีมออกแบบของ Infineon และ Micron เพื่อปรับแต่งระบบหน่วยความจำ LPDDR4 ให้เหมาะกับการทำงานของ MCU โดยเฉพาะ Micron ได้นำเสนอโซลูชันหน่วยความจำ LPDDR4 สำหรับงานยานยนต์ พร้อมปรับแต่งระบบหน่วยความจำย่อย (Memory Subsystem) ให้ทำงานร่วมกับ CYT4EN ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งมีส่วนช่วยรองรับการประมวลผลกราฟิกและการแสดงผลที่ต้องรับส่งข้อมูลปริมาณมาก
อัดแน่นฟีเจอร์มัลติมีเดียและพอร์ตเชื่อมต่อครบครัน
CYT4EN ไม่ได้เป็นแค่ MCU ควบคุมทั่วไป แต่ถูกยกให้เป็น MCU เพื่อระบบแสดงผลอย่างแท้จริง ด้วยฟีเจอร์เด่นด้านกราฟิกและระบบสื่อสาร:
- ระบบกราฟิกและดิสเพลย์: รองรับความละเอียดระดับ Full HD (1080p) ได้พร้อมกัน 2 หน้าจอ, มีเอนจินเรนเดอร์ภาพ 2.5D ในตัว และรองรับการถอดรหัสภาพ JPEG ด้วยฮาร์ดแวร์
- อินพุตวิดีโอ (Video Input): รองรับการต่อกล้องเพื่อส่งภาพเข้าสู่ระบบ เช่น ระบบตรวจจับพฤติกรรมผู้ขับขี่ หรือระบบตรวจจับเส้นทาง
- ระบบเสียงเต็มรูปแบบ: มีโมดูลฮาร์ดแวร์ประมวลผลเสียงโดยเฉพาะ รองรับ PCM-PWM, I2S และ DAC
- พอร์ตเชื่อมต่อรอบด้าน: จัดเต็มทั้ง SDIO, CAN FD, Gigabit Ethernet, ช่องสัญญาณ ADC มากถึง 40 ช่อง และพอร์ต GPIO สูงสุดถึง 113 ช่อง
ความปลอดภัยระดับมาตรฐานอุตสาหกรรมยานยนต์
นอกจากสเปกอันทรงพลังแล้ว เรื่องความปลอดภัยก็ยังคงได้มาตรฐานระดับสูง:
- ISO 26262 (ASIL-B): การันตีความน่าเชื่อถือและความเสถียรในการทำงาน
- ISO 21434: ป้องกันการโจมตีทางไซเบอร์ เสริมเกราะด้วย eSHE (Enhanced Secure Hardware Extension) และระบบความปลอดภัยบนฮาร์ดแวร์ HSM (Hardware Security Module)
เครื่องมือซอฟต์แวร์สำหรับการพัฒนา
นอกจากตัวชิปแล้ว Infineon ยังมีเครื่องมือและซอฟต์แวร์ที่ช่วยให้นักพัฒนานำ CYT4EN ไปต่อยอดในระบบยานยนต์ได้ โดยมีเครื่องมือสำคัญดังนี้
- Infineon Drive Core: ชุดซอฟต์แวร์ที่ผสานโมดูลจาก Infineon และพันธมิตรไว้ล่วงหน้า ช่วยลดงานในการนำซอฟต์แวร์แต่ละส่วนมาเชื่อมต่อเข้าด้วยกัน
- AUTOSAR: รองรับการพัฒนาซอฟต์แวร์ยานยนต์ตามสถาปัตยกรรมมาตรฐาน ช่วยให้ซอฟต์แวร์ทำงานร่วมกับฮาร์ดแวร์และส่วนประกอบอื่น ๆ ของระบบได้อย่างเป็นระบบ
- ModusToolbox™: ชุดเครื่องมือสำหรับพัฒนาและกำหนดค่าซอฟต์แวร์บนไมโครคอนโทรลเลอร์ของ Infineon ช่วยให้นักพัฒนาตั้งค่าและปรับแต่งการทำงานให้เหมาะกับโปรเจกต์ได้
Bunpajarn Insight
การเปิดตัวชิป Traveo T2G CYT4EN จาก Infineon ถือเป็นก้าวสำคัญของการทลายข้อจำกัดเดิมๆ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ โดยเฉพาะตลาดรถสองล้อและรถยนต์ระดับเริ่มต้นที่ต้องการหน้าจอดิสเพลย์คมชัดแต่มีงบประมาณจำกัด หัวใจสำคัญของข่าวนี้คือการนำสถาปัตยกรรม MCU มาผสานเข้ากับหน่วยความจำภายนอก LPDDR4 ร่วมกับ Micron จนสามารถผลักดันกราฟิกระดับ 2.5D/3D และแสดงผลหน้าจอ Full HD ได้พร้อมกันถึงสองหน้าจอ พร้อมจุดเด่นในการบูตระบบขึ้นมาอย่างรวดเร็วภายในเวลาไม่ถึง 150 มิลลิวินาที ภายใต้มาตรฐานความปลอดภัยยานยนต์ระดับสูงทั้ง ISO 26262 ASIL-B และ ISO 21434
หากมองในมุมของการนำไปใช้วิเคราะห์เพื่อเขียนบทสรุปปิดบทความ หมัดเด็ดและข้อได้เปรียบสำคัญ ของชิปรุ่นนี้อยู่ที่เรื่องของความคุ้มค่าและประสิทธิภาพเชิงวิศวกรรม การเปลี่ยนมาใช้สถาปัตยกรรม MCU ที่เชื่อมต่อ LPDDR4 ภายนอก ช่วยให้ผู้ผลิตยานยนต์ลดต้นทุนทั้งจากตัวชิปหลักและโครงสร้างของแผงวงจรที่ใช้เพียง 6 ชั้น อีกทั้งยังตัดความจำเป็นในการติดตั้งพัดลมระบายอากาศและ MCU เสริม ทำให้โครงสร้างฮาร์ดแวร์โดยรวมกะทัดรัดและซับซ้อนน้อยลงอย่างเห็นได้ชัด นอกจากนี้ ระบบซอฟต์แวร์ที่รองรับทั้ง Drivecore, Autosar และ ModusToolbox™ ยังช่วยย่นระยะเวลาในการพัฒนาผลิตภัณฑ์ออกสู่ตลาดได้อย่างรวดเร็ว
อย่างไรก็ตาม ข้อจำกัดและข้อควรพิจารณา ก็เป็นสิ่งที่ไม่ควรมองข้าม เนื่องจากชิปตัวนี้ถูกออกแบบมาเพื่อเป็นทางเลือกประหยัดต้นทุนสำหรับ Smart Cockpit ระดับเริ่มต้นถึงปานกลาง พลังการประมวลผลกราฟิกและ AI จึงยังคงมีเพดานจำกัด ไม่สามารถทดแทนชิป SoC ระดับไฮเอนด์ที่ใช้ขับเคลื่อนระบบความบันเทิงซับซ้อนหรือหน้าจอความละเอียดสูงหลายๆ จอพร้อมกันในรถยนต์หรูได้ นอกจากนี้ การพึ่งพาการส่งข้อมูลกับหน่วยความจำ LPDDR4 ภายนอก จำเป็นต้องอาศัยการออกแบบเลย์เอาต์บนบอร์ดและสายสัญญาณความเร็วสูงที่พิถีพิถันเพื่อป้องกันสัญญาณรบกวน รวมถึงยังคงต้องแข่งขันกับแนวโน้มของตลาดที่ชิป SoC หลายค่ายกำลังพยายามลดราคาลงมาระดับล่างเช่นกัน
Bunpajarn News
Reference :
– CYT4DN, TRAVEO™ T2G 32-bit
– Allaboutcircuits.com
Bunpajarn | Learn • Share • Grow Together.
พื้นที่สำหรับคนที่รักและสนใจ Electronics & Embedded
