Tradicionalno vozilo na gorivo zahtijeva oko 500 do 600 čipova, a oko 1000 lakih mješovitih automobila, plug-in hibrida i potpuno električnih vozila zahtijeva najmanje 2000 čipova.
To znači da u procesu brzog razvoja pametnih električnih vozila ne samo da je potražnja za naprednim procesnim čipovima nastavila rasti, već će i potražnja za tradicionalnim čipovima nastaviti rasti. To je MCU. Uz povećanje broja bicikala, kontroler domene također donosi novu potražnju za visokom sigurnošću, visokom pouzdanošću i MCU-om visoke računalne snage.
MCU, mikrokontrolerska jedinica, poznata kao jednočipno mikroračunalo/mikrokontroler/jednočipno mikroračunalo, integrira CPU, memoriju i periferne funkcije na jednom čipu kako bi se formiralo računalo na razini čipa s kontrolnom funkcijom. Uglavnom se koristi za postizanje obrade signala i upravljanja. Jezgra je inteligentnog upravljačkog sustava.
Mikrokontroleri i automobilska elektronika, industrija, računala i mreže, potrošačka elektronika, kućanski aparati i Internet stvari usko su povezani s našim životima. Automobilska elektronika najveće je tržište automobilske elektronike, a automobilski elektroni čine 33% globalno.
Struktura mikrokontrolera
MCU se uglavnom sastoji od centralnog procesora CPU, memorije (ROM i RAM), ulazno-izlaznog sučelja, serijskog porta, brojača itd.
ProcesorSredišnja procesorska jedinica (Central Processing Unit), središnji procesor, glavna je komponenta unutar MCU-a. Komponente mogu dovršiti aritmetičko-logičke operacije s podacima, obradu bitnih varijabli i prijenos podataka. Upravljački dijelovi koordiniraju rad u skladu s određenim vremenom sekvencijalno kako bi analizirali i izvršavali instrukcije.
ROMMemorija samo za čitanje (Read-only Memory) je programska memorija koja se koristi za pohranjivanje programa koje su napisali proizvođači. Informacije se čitaju na nerazorni način. Bit
OVANMemorija s slučajnim pristupom je podatkovna memorija koja izravno razmjenjuje podatke s CPU-om, a podaci se ne mogu održavati nakon nestanka napajanja. Program se može pisati i čitati u bilo kojem trenutku tijekom izvođenja, što se općenito koristi kao privremeni medij za pohranu podataka za operativne sustave ili druge pokrenute programe.
Odnos između CPU-a i MCU-a:
CPU je jezgra operativne kontrole. Osim CPU-a, MCU također sadrži ROM ili RAM, što je čip na razini čipa. Uobičajeni su SOC (System On Chip), koji se nazivaju čipovi na razini sustava koji mogu pohranjivati i pokretati kod na razini sustava, pokretati QNX, Linux i druge operativne sustave, uključujući više procesorskih jedinica (CPU + GPU + DSP + NPU + pohrana + jedinica sučelja).
MCU znamenke
Broj se odnosi na širinu MCU-a koji obrađuje podatke. Što je veći broj znamenki, to je jači kapacitet obrade podataka MCU-a. Trenutno su najvažnije 8, 16 i 32 znamenke, od kojih 32 bita čine najviše i brzo rastu.
U primjenama automobilske elektronike, cijena 8-bitnog MCU-a je niska i jednostavan za razvoj. Trenutno se uglavnom koristi za relativno jednostavno upravljanje, kao što su rasvjeta, kišnica, prozori, sjedala i vrata. Međutim, za složenije aspekte, kao što su prikaz instrumenata, informacijski sustavi za zabavu u vozilu, sustavi za upravljanje snagom, šasija, sustavi pomoći u vožnji itd., uglavnom se koristi 32-bitni MCU, a iteracijski razvoj automobilske elektrifikacije, inteligencije i umrežavanja također rezultira sve većim zahtjevima za računalnom snagom MCU-a.
Autentifikacija MCU automobila
Prije nego što dobavljač MCU-a uđe u OEM sustav opskrbnog lanca, općenito je potrebno dovršiti tri glavne certifikacije: faza projektiranja mora slijediti standard funkcionalne sigurnosti ISO 26262, faza toka i pakiranja mora slijediti AEC-Q001 ~ 004 i IATF16949, kao i tijekom faze certifikacijskog testiranja slijediti AEC-Q100/Q104.
Među njima, ISO 26262 definira četiri sigurnosne razine ASIL-a, od niske do visoke, A, B, C i D; AEC-Q100 je podijeljen u četiri razine pouzdanosti, od niske do visoke, 3, 2, 1 i 0, respektivno, 3, 2, 1 i 0. Bit Certifikacija serije AEC-Q100 obično traje 1-2 godine, dok je certifikacija ISO 26262 teža i ciklus je dulji.
Primjena MCU-a u industriji pametnih električnih vozila
Primjena MCU-a u automobilskoj industriji je vrlo široka. Na primjer, primjena se odnosi na dodatke za karoseriju, energetske sustave, šasije, informacijsko-zabavne sustave vozila i inteligentnu vožnju. S dolaskom ere pametnih električnih vozila, potražnja ljudi za MCU proizvodima bit će još veća.
Elektrifikacija:
1. Sustav upravljanja baterijama BMSBMS treba kontrolirati punjenje i pražnjenje, temperaturu i balansiranje baterije. Glavna upravljačka ploča zahtijeva MCU, a svaka podređena konzola također zahtijeva jedan MCU;
2.VCU kontrolera vozilaUpravljanje energijom električnih vozila treba povećati kontroler vozila, a istovremeno je opremljen 32-bitnim vrhunskim MCU-ima, koji se razlikuju od planova svake tvornice;
3.Kontroler motora/kontroler mjenjačaZamjena tvorničkih dijelova, inverterski upravljački sklop za električno vozilo, MCU, regulator motora vozila s alternativnim uljem. Zbog velike brzine motora, reduktor je potrebno usporiti. Regulator mjenjača.
Inteligencija:
1. Trenutno se domaće automobilsko tržište još uvijek nalazi u fazi penetracije L2 sustava velikim brzinama. Uzimajući u obzir sveobuhvatne troškove i performanse, proizvođač originalne opreme (OEM) povećava funkciju ADAS-a i dalje usvaja distribuiranu arhitekturu. S povećanjem brzine učitavanja, MCU za obradu informacija senzora također se sukladno tome povećava.
2. Zbog sve većeg broja funkcija u kokpitu, uloga čipova s višim novim energijom postaje sve važnija, a odgovarajući status MCU-a je opao.
Obrt
Sam MCU ima prioritetne zahtjeve za računalnu snagu i nema visoke zahtjeve za napredne procese. Istovremeno, njegova ugrađena pohrana sama po sebi ograničava poboljšanje MCU procesa. Koristite 28nm proces s MCU proizvodima. Specifikacije propisa o vozilima uglavnom su 8-inčne pločice. Neki proizvođači, posebno IDM, počeli su se presađivati na 12-inčnu platformu.
Trenutni 28nm i 40nm procesi su glavni trend na tržištu.
Tipična poduzeća u zemlji i inozemstvu
U usporedbi s mikrokontrolerima za potrošače i industrijske potrebe, mikrokontroleri za automobile imaju više zahtjeve u pogledu radnog okruženja, pouzdanosti i ciklusa opskrbe. Osim toga, teško im je ući, pa je tržišna struktura mikrokontrolera općenito relativno koncentrirana. U 2021. godini, pet vodećih svjetskih tvrtki za mikrokontrolere činilo je 82%.
Trenutno je MCU na razini automobila u mojoj zemlji još uvijek u fazi uvođenja, a lanac opskrbe ima veliki potencijal za alternativu na kopnu i u kućanstvu.
Vrijeme objave: 08.07.2023.
