Tradicionalno vozilo na gorivo zahtijeva oko 500 do 600 čipova, a oko 1.000 lakih mješovitih automobila, plug-in hibrida i potpuno električnih vozila zahtijeva najmanje 2.000 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. Pored povećanja broja bicikala, kontroler domene također donosi novu potražnju za MCU-om visoke sigurnosti, visoke pouzdanosti i visoke računarske snage.
MCU, Mikrokontrolerska Jedinica, poznata kao jednočipni mikroračunar/mikrokontroler/jednočipni mikroračunar, integriše CPU, memoriju i periferne funkcije na jednom čipu kako bi formirala računar na nivou čipa sa kontrolnom funkcijom. Uglavnom se koristi za postizanje obrade signala i kontrole. Jezgro je inteligentnog kontrolnog sistema.
Mikrokontroleri i automobilska elektronika, industrija, računari i mreže, potrošačka elektronika, kućanski aparati i Internet stvari usko su povezani s našim životima. Automobilska elektronika je najveće 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 interfejsa (I/O), serijskog porta, brojača itd.
ProcesorCentralna procesorska jedinica (Central Processing Unit), centralni procesor, je osnovna komponenta unutar MCU-a. Komponente mogu izvršiti aritmetičko-logičke operacije s podacima, obradu bitnih varijabli i operacije prijenosa podataka. Kontrolni 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 nedestruktivan način. Suština
RAM memorijaMemorija sa slučajnim pristupom (Random Access Memory) je memorijski sistem koji direktno razmjenjuje podatke sa CPU-om, a podaci se ne mogu održavati nakon nestanka napajanja. Program se može pisati i čitati u bilo kojem trenutku tokom rada, što se obično koristi kao privremeni medij za pohranu podataka za operativne sisteme ili druge pokrenute programe.
Veza između CPU-a i MCU-a:
CPU je jezgro operativne kontrole. Pored CPU-a, MCU također sadrži ROM ili RAM, što je čip na nivou čipa. Uobičajeni su SOC (System On Chip), koji se nazivaju čipovi sistemskog nivoa koji mogu pohranjivati i pokretati kod sistemskog nivoa, pokretati QNX, Linux i druge operativne sisteme, uključujući više procesorskih jedinica (CPU+GPU+DSP+NPU+memorija+interfejs jedinica).
MCU cifre
Broj se odnosi na širinu svakog MCU-a koji obrađuje podatke. Što je veći broj cifara, to je jači kapacitet obrade podataka MCU-a. Trenutno su najvažnije cifre od 8, 16 i 32 cifre, od kojih 32 bita čine najviše i brzo rastu.
U automobilskoj elektronici, cijena 8-bitnog MCU-a je niska i jednostavan za razvoj. Trenutno se uglavnom koristi za relativno jednostavne kontrole, kao što su osvjetljenje, kišnica, prozori, sjedišta i vrata. Međutim, za složenije aspekte, kao što su prikaz instrumenata, informacioni sistemi za zabavu u vozilima, sistemi za kontrolu snage, šasija, sistemi pomoći u vožnji itd., uglavnom se koristi 32-bitni MCU, a iteracija evolucije automobilske elektrifikacije, inteligencije i umrežavanja rezultirala je porastom računarske snage MCU-a.
Autentifikacija MCU automobila
Prije nego što dobavljač MCU-a uđe u OEM sistem lanca snabdijevanja, generalno je potrebno završiti tri glavne certifikacije: faza projektovanja mora slijediti standard funkcionalne sigurnosti ISO 26262, faza protoka i pakovanja mora slijediti AEC-Q001 ~ 004 i IATF16949, kao i tokom faze testiranja certifikacije slijediti AEC-Q100/Q104.
Među njima, ISO 26262 definira četiri sigurnosna nivoa ASIL-a, od niskog do visokog, A, B, C i D; AEC-Q100 je podijeljen na četiri nivoa pouzdanosti, od niskog do visokog, 3, 2, 1 i 0, respektivno, 3, 2, 1 i 0. Suština Certifikacija serije AEC-Q100 obično traje 1-2 godine, dok je certifikacija ISO 26262 teža i ciklus je duži.
Primjena MCU-a u industriji pametnih električnih vozila
Primjena MCU-a u automobilskoj industriji je vrlo široka. Na primjer, primjena se može naći u dodacima za karoseriju, energetskim sistemima, šasijama, informacijama i zabavi vozila, pa sve do inteligentne vožnje. S dolaskom ere pametnih električnih vozila, potražnja ljudi za MCU proizvodima će biti još veća.
Elektrifikacija:
1. Sistem za upravljanje baterijama BMSBMS treba da kontroliše punjenje i pražnjenje, temperaturu i balansiranje baterije. Glavna kontrolna ploča zahteva MCU, a svaka podređena konzola takođe zahteva jedan MCU;
2.Kontroler vozila VCUUpravljanje energijom električnih vozila treba povećati kontroler vozila, a istovremeno je opremljen 32-bitnim vrhunskim MCU-ima, koji se razlikuju od planova svake fabrike;
3.Kontroler motora/kontroler mjenjačaZamjena tvorničkih dijelova, inverterska kontrola električnih vozila, MCU, kontroler motora vozila s alternativnim uljem. Zbog velike brzine motora, reduktor je potrebno usporiti. Kontroler mjenjača.
Inteligencija:
1. Trenutno se domaće automobilsko tržište još uvijek nalazi u fazi penetracije L2 sistema velike brzine. Uzimajući u obzir sveobuhvatne troškove i performanse, proizvođač originalne opreme (OEM) povećava funkciju ADAS-a, a i dalje usvaja distribuiranu arhitekturu. S povećanjem brzine učitavanja, shodno tome se povećava i MCU za obradu informacija senzora.
2. Zbog sve većeg broja funkcija u kokpitu, uloga čipova s višim novim energijama postaje sve važnija, a odgovarajući status MCU-a je opao.
Zanat
Sam MCU ima prioritetne zahtjeve za računarskom snagom i nema visoke zahtjeve za naprednim procesima. Istovremeno, njegova ugrađena memorija također 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 prelaziti na 12-inčnu platformu.
Trenutni 28nm i 40nm procesi su glavni trend na tržištu.
Tipična preduzeća u zemlji i inostranstvu
U poređenju sa mikrokontrolerima za potrošače i industrijsku upotrebu, mikrokontroleri za automobile imaju više zahtjeve u pogledu radnog okruženja, pouzdanosti i ciklusa snabdijevanja. Osim toga, teško im je ući, tako da je tržišna struktura mikrokontrolera generalno relativno koncentrisana. U 2021. godini, pet vodećih svjetskih kompanija za proizvodnju mikrokontrolera činilo je 82%.
Trenutno se MCU na nivou automobila u mojoj zemlji još uvijek nalazi u periodu uvođenja, a lanac snabdijevanja ima veliki potencijal za alternativu na kopnu i u domaćinstvima.
Vrijeme objave: 08.07.2023.
