2つのモーターを制御、NXPのEV向け新マイコンの詳細：electronica 2022（1/2 ページ）

NXP Semiconductorsは、ドイツ・ミュンヘンで開催された欧州最大規模のエレクトロニクス展示会「electronica 2022」（2022年11月15〜18日）で、電気自動車（EV）制御アプリケーション向けマイコンの新シリーズ「S32K39シリーズ」を発表した。今回、同社のグローバル製品およびソリューションマーケティング担当ディレクターであるBrian Carlson氏に製品の詳細を聞いた。

[永山準，EE Times Japan]

　NXP Semiconductorsは、ドイツ・ミュンヘンで開催された欧州最大規模のエレクトロニクス展示会「electronica 2022」（2022年11月15〜18日）で、電気自動車（EV）制御アプリケーション向けマイコンの新シリーズ「S32K39シリーズ」を発表し、デモを展示した。2つのトラクションモーターを制御可能で、同社が"電動化を未来に導く"とするこの製品の詳細について、今回、同社のグローバル製品およびソリューションマーケティング担当ディレクターであるBrian Carlson氏から話を聞いた。

S32K39を用いたデモの様子［クリックで拡大］ 出所：NXP

航続距離増加や機能安全などEVの市場トレンドに対応する

　NXPはArm Cortex-Mシリーズをベースとした車載向け汎用マイコン「S32K」ファミリーの新製品で、主にトラクションインバーター制御に向けたものだ。高速かつ高分解能の制御によって、EVの電動効率および航続距離向上の実現をサポートするとしている。Carlson氏は、「現在、自動車メーカーは多額の投資をしてEVプラットフォームの開発を進めている。新製品は、性能、統合、ネットワーキング、セキュリティ、機能安全などの各最新技術を搭載し、EVの心臓部であるトラクションインバーターの制御に最適化した」と語った。

　下図はEV市場のトレンドとS32K39の特長をまとめたものだ。EV市場では、航続距離の増加やASIL Dなどより厳しい機能安全への準拠、信頼性、1〜4個までのモーターを搭載できる拡張性、ゾーンアーキテクチャへの移行、そしてコスト削減といったニーズが高まっている。S32K39はそれらの要求に応えるものだとしている。

EV市場のトレンドとS32K39の特長［クリックで拡大］ 出所：NXP

1チップで2つのモーター制御、SiC／GaNパワー半導体の対応も

　S32K39の最大の特長は、モーター制御用のコプロセッサを2つ搭載し、1チップで2つのトラクションモーターを制御可能とした点だ。また制御周波数は200kHzと高速で、従来のシリコンIGBTに加え、車載次世代パワー半導体であるSiC（炭化ケイ素）およびGaN（窒化ガリウム）も利用できるという。Carlson氏は、「既存デバイスは1チップで1個のモーターしか制御できず、制御周波数も50k〜100kHzほどだった。S32K39は高い価値提案と機能を提供できる」と自信を見せた。

　S32K39は320MHz動作の「Arm Cortex-M7」を4つ搭載（ロックステップ方式が1ペア、スプリットロック方式が1ペア）した、S32Kファミリーで最も高性能な製品で、「クラウドを利用したデータ解析や、車両の状態管理などの他アプリケーションも実行可能だ」と述べていた。

　S32K39は最大6相のモーターをサポートし、「位相がずれても冗長性を確保でき、より高い信頼性が得られる」としている。また、モーター制御には195ピコ秒の高分解能パルス変調（PWM）を採用し、スムーズな加速を実現している。このほか、ソフトウェアレゾルバーを含むASIL Dへの対応や1〜4つまでのモーターに対応する拡張性、TSN（Time Sensitive Networking） Ethernetへの対応などを特長として挙げていた。

　Carlson氏は、「当社の前世代品と比べ性能が50％向上したうえ、2つのモーター制御や高分解能PWM搭載、高度な統合を実現した。競合と比較しても圧倒した性能／機能を有しているといえ、EV用マイコンの先駆的製品だと考えている」と述べている。