Sous la référence S32K39, NXP compte produire en volume à partir du quatrième trimestre 2023 le membre le plus puissant de sa famille de microcontrôleurs automobiles S32K, optimisé pour les applications de contrôle-commande de véhicules électriques. Dotés de quatre cœurs Arm Cortex-M7 cadencés à 320 MHz et organisés en tant que paire en mode lockstep ou en tant que double cœur en mode split-lock (*), les microcontrôleurs S32K39 sont censés projeter l’électrification des véhicules vers de nouvelles dimensions grâce à la commande rapide à haute résolution pour une efficacité énergétique accrue, et partant une autonomie étendue et une expérience de conduite plus fluide.

Selon NXP, les derniers-nés de la famille S32K disposent de capacités de mise en réseau (x6 CAN-FD, Ethernet TSN et E/S programmables) et de fonctions de sécurité et de sûreté qui vont au-delà de celles des microcontrôleurs automobiles traditionnels, afin de répondre aux besoins des architectures automobiles dites « zonales » et des véhicules définis par logiciel. Ils disposent en particulier d’un moteur de sécurité HSE (Hardware Security Engine) pour notamment l’amorçage sécurisé et les mises à jour over-the-air sécurisées.

Dans le détail, les S32K39 sont optimisés pour la commande intelligente et précise des onduleurs de la chaîne de traction qui convertissent le courant continu de la batterie du véhicule électrique en courant alternatif, afin d’entraîner les moteurs de dernière génération. Ces microcontrôleurs s’accommodent aussi bien des transistors de puissance IGBT traditionnels que des technologies plus récentes à base de carbure de silicium (SiC) ou de nitrure de gallium (GaN), assure NXP.

Avec leurs doubles boucles de commande à 200 kHz qui améliorent le rendement énergétique, ils permettent s’envisager des onduleurs plus compacts, plus légers et plus efficaces, ce qui contribue à augmenter l’autonomie des véhicules électriques. Dans la pratique, les S32K39 peuvent également commander des moteurs 6 phases, avec une densité de puissance et une tolérance aux pannes accrues, pour une meilleure fiabilité à long terme, ajoute la société de semi-conducteurs.

Un résolveur logiciel à sûreté de fonctionnement conforme Asil-D, ainsi qu’un générateur de signaux sinusoïdaux et des convertisseurs sigma-delta intégrés, permettent par ailleurs d’éliminer de nombreux composants externes pour une réduction du coût système global. Les S32K39 sont également capables de commander jusqu'à 4 onduleurs de traction s'ils sont couplés au processeur temps réel S32E de NXP. Dans cette configuration, il est alors possible de mettre en œuvre des capacités de traction évoluées pour les véhicules à quatre roues motrices, indique encore NXP.

L’architecture polyvalente des S32K39 est aussi adaptée aux besoins des systèmes de gestion de batterie (BMS), des chargeurs embarqués (OBC) et de la conversion DC/DC.

(*) Le mode split-lock offre la possibilité de configurer le système à l’amorçage, soit en mode « split » avec des cœurs indépendants utilisables pour différentes tâches et applications, soit en mode « lock » (avec deux cœurs fonctionnant alors en parallèle pour satisfaire les applications à fortes contraintes de sûreté de fonctionnement).

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