Sous le nom générique Stellar E, STMicroelectronics étoffe aujourd’hui sa famille de microcontrôleurs automobiles Stellar avec des modèles conçus pour les contrôleurs centralisés de zone ou de domaine qui visent à simplifier les architectures électriques des véhicules. Avec l’objectif annoncé de rendre les voitures électriques plus accessibles financièrement, plus autonomes et plus rapidement rechargeables.
La famille Stellar E rejoint les deux gammes de microcontrôleurs automobiles Stellar déjà annoncées par le fabricant de semi-conducteurs franco-italien, les Stellar P pour le contrôle/commande de mouvement et les Stellar G pour les applications de l’habitacle. Pour rappel, les microcontrôleurs Stellar sont architecturés autour de plusieurs cœurs Cortex qui peuvent être organisés de manière redondante en mode lockstep et ils disposent de mécanismes de virtualisation temps réel implantés au niveau matériel et de mise à jour des logiciels over-the-air. Si les modèles Stellar P et G se déclinent autour de cœurs Cortex-R52 et Cortex-M4 (pour plus de détails, lire notre article), les Stellar E, eux, s'appuient sur des cœurs Cortex-M7.
Selon STMicroelectronics, la famille Stellar E cible plus particulièrement les applications de commande de moteur de transmission électrique et les fonctions qui nécessitent une mise en œuvre efficace de la conversion d’énergie. A ce titre, le fabricant de semi-conducteurs rappelle que les applications de forte puissance présentes dans les voitures électriques, comme les chargeurs embarqués (OBC), les moteurs de transmission électriques et divers convertisseurs DC/DC, bénéficient aujourd’hui d’améliorations notables sur le plan de l’efficacité énergétique et de la fiabilité grâce à l’utilisation de diodes et de transistors de puissance en carbure de silicium (SiC).
Ces gains sont maximisés par un fonctionnement à des fréquences de commutation nettement supérieures à celles qui caractérisent les composants électroniques de puissance en silicium. Or les microcontrôleurs automobiles actuellement disponibles sur le marché ne sont pas capables d’exécuter les algorithmes de contrôle/commande des applications de conversion d’énergie à une vitesse pouvant tirer profit des caractéristiques des composants SiC. Il faut alors faire appel à des processeurs DSP supplémentaires pour gérer spécifiquement les boucles de commande. Outre le fait qu’ils nécessitent un environnement de développement séparé, ces DSP viennent grever à la facture matérielle des modules de commande et augmenter leur complexité, avec pour conséquence une augmentation de leur coût, de leurs dimensions et de la consommation.
Conçus pour la nouvelle génération de véhicules électriques définis par logiciel, les Stellar E (E pour Electrification), quant à eux, peuvent gérer directement sur la puce le traitement de la boucle de commande à haut débit, parallèlement aux tâches de contrôle génériques, précise STMicroelectronics. Un unique microcontrôleur suffit alors pour commander l’ensemble du module de puissance. A la clé une simplification de la conception et une adoption facilitée des modules de puissance en carbure de silicium, synonymes de haute efficacité énergétique, de plus grande autonomie et de processus accéléré de recharge des véhicules électriques.
Selon ST, les microcontrôleurs Stellar E, qui sont conformes aux exigences de la norme de sûreté de fonctionnement ISO 26262 Asil-D, peuvent commander plusieurs convertisseurs de puissance en s’appuyant sur des fonctionnalités telles qu’un convertisseur A/N ultra-rapide, un modulateur de largeur d’impulsion (PWM) à haute précision et un circuit de protection à réaction rapide.
Annoncé sous la référence Stellar SR5E1, le premier modèle disponible de la famille Stellar E est optimisé pour les chargeurs embarqués à bord des véhicules électriques et les convertisseurs DC/DC. Actuellement échantillonné, sa production en volume doit débuter en 2023.
