基于意法半导体Stellar SR6Px系列汽车级MCU的eVTOL系统开发方案

作者： Lerd Wan/AVNET

前言在低空交通智能化升级浪潮中，电动垂直起降飞机（eVTOL）凭借灵活出行的优势，成为未来交通领域的重要发展方向。由于eVTOL飞行场景复杂且安全要求极高，其核心控制单元需要满足远超传统汽车的严格标准。意法半导体Stellar SR6Px系列汽车级MCU以突破性的技术架构精准适应eVTOL的各种需求，在保障飞行安全、提高运行效率方面发挥核心作用，为eVTOL行业提供关键技术支撑，推动低空出行向安全、高效、智能转型。

推进系统框图双MCU异构电机方案

单MCU电机方案

主要芯片参数介绍（一）SR6Px系列MCU核心参数1.架构和计算能力：配备多达6个ARM Cortex-R52+内核，支持锁步和独立内核组合的灵活配置；配备FPU计算单元和Neon扩展指令集，可高效处理多桨电机控制、姿态调节、能量管理等并行任务；集成的Cortex-M4加速器和eDMA引擎可以卸载辅助任务，确保主核专注于核心控制算法并实现毫秒级响应。

2、安全标准：满足ASIL-D级安全标准，采用锁步核心冗余设计，全存储区ECC错误检测和纠正机制，实时验证计算结果，避免单点故障风险；基于VMID的资源访问保护和片上防火墙可以隔离不同安全级别的应用，防止故障蔓延。

3、工艺和环境适应性：采用28nm FD-SOI（全耗尽型绝缘体上硅）工艺，支持PCM存储技术（可扩展闪存），实现精准的功耗控制；工作温度范围为-40C至150C，适应设备密集地区低海拔、高温的极端环境，并具有抗辐射能力。

4、核心功能特点：数字软件解码精度0.6，通过外设实现加权集成，软硬件异构，满足功能安全要求； 3s故障保护和执行时间，通过外设实现故障采集和保护，节省外部硬件电路资源； 1s内完成直通放电，无需额外的母线电容放电电路，节省系统成本。

5、应用优势：可作为eVTOL动力域控制器的核心，集中管理动力总成、电池管理和充电系统，取代传统的多ECU架构，简化布线，减轻机身重量；结合高效的能源管理算法，可帮助eVTOL根据运行工况实现6%的运行里程提升；通过高速通信接口以及与自动驾驶系统的协作，可以优化功率输出策略，提高飞行平稳性。

（二）SR5E1核心参数1.搭载2个32位Arm Cortex-M7内核（带双精度FPU、L1缓存、DSP指令），主频高达300MHz，计算能力1284 DMIPS，支持双核并行/单核锁步配置。

2、片上Flash最大2MB（支持同时读写），包括1920KB双Bank代码Flash（支持960KB OTA重编程）、160KB HSM专用代码Flash、96KB数据Flash，以及总共488KB片上RAM，包括TCM（指令+数据）、系统RAM、HSM专用RAM。

3、内置基于Cortex-M0+的硬件安全模块（HSM），主频150MHz，支持EVITA中等安全标准，配备专用RAM/Flash和加密硬件加速。

4、采用ASIL-D级安全架构，符合ISO 26262标准；集成故障采集控制单元（FCCU）、内存错误管理单元（MEMU）、CRC校验单元，实现故障监控和响应。

（三）L978S核心参数1. L978S是一款高性价比汽车级系统芯片，涵盖传统汽车到电动化场景。集成了电源、K-LINE通讯、诊断、SPI接口等功能。支持高响应/大电流负载，兼容多家厂商的MCU，并具有低功耗特性。

2. 符合AEC-Q100、ISO26262（满足ASIL-D系统），待机功耗低，包含多个稳压器、多个LDO、跟踪稳压器。

（四）SPSB083核心参数包含2个低压差稳压器（V1/V2），1个LDO，极低的待机功耗（约15A），支持复位发生器，看门狗，集成CAN-FD SIC，支持SPI通信，具有开路/过流/过压/温度保护，以及故障诊断引脚。

（五）STPM801核心参数1. 4V 至65V 宽输入电压，反向输入保护-65V，预驱动器，2 个外部N 沟道MOSFET，集成热插拔、软启动和Oring 功能。

2. 输入过压保护、输入欠压保护、输出过流保护、通过外部电容可调软启动，支持ASIL D应用。

理想二极管方案

（六）EPIC-X1A核心参数1.高度集成的电源管理模块：包括BST升压稳压器、VDC Buck预稳压器、VB_M稳压器、VCC稳压器等，满足不同汽车部件的电压要求。

2、灵活的上电时序和监控机制：支持8段可配置的开关机时序，适应不同汽车电子部件的启动/关闭时序要求。内置VCORE监控、CPU供电监控、VB_M欠压检测、VB低电压检测等，保证供电稳定。

3、高安全性和诊断能力：支持CPU错误监控、过温警告（175触发）、诊断覆盖（DCR），满足车辆安全要求。包含CPU看门狗、上电超时检测、复位锁存器和故障安全输出，以降低系统故障的风险。

4.支持待机和唤醒功能。

（七）SCTHC250N120G3AG核心参数1. 通过AEC-Q101认证，全温低导通电阻，高速开关，强快恢复体二极管，200高结温，源极检测引脚（提高效率），低热阻封装，7.3mm爬电距离，1020V RMS PD2耐压。低电容和高开关性能可以提高应用的频率和能效，同时减小系统尺寸和重量。

2、创新第三代SiC MOSFET技术，高可靠性、高功率密度、银烧结工艺。

（八）SCTHS300N75G3AG核心参数1. 通过AEC-Q101认证，全温度范围内低导通电阻，高速开关，强而快的恢复体二极管，200高结温，源极检测引脚（提高效率），低热阻封装。低电容和高开关性能可以提高应用的频率和能效，同时减小系统尺寸和重量。

2、创新第三代SiC MOSFET技术，高可靠性、高功率密度、银烧结工艺。

（九）DCP10001Y核心参数1. 输入6V-100V（适应36/48/60/72V电池组），输出电压1.5V-30V可调，输出电流1A，开关频率100kHz-1MHz可编程，全温范围输出精度1.5%，集成600m/350m MOSFET，空载功耗12A，2ms软开始。

2. 支持过流/过压/过热保护，工作温度-40至150。

结语这种基于汽车级MCU的一站式解决方案涵盖了微控制器、模拟芯片、碳化硅等多个品类的产品。凭借其全领域覆盖能力以及各系统（分布式推力、BMS、飞控等）的差异化优势，有力支撑功能安全水平高、成本优化、适应性灵活的eVTOL系统的发展。

感谢您阅读这篇文章。如果您对“ST Stellar系列MCU在eVTOL和飞行汽车推进系统中的应用”感兴趣，请联系Lerd.wan@avnet.com

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