Tradicionalno vozilo na gorivo potrebuje približno 500 do 600 čipov, približno 1000 lahkih mešanih avtomobilov, priključnih hibridov in čisto električnih vozil pa potrebuje vsaj 2000 čipov.
To pomeni, da se v procesu hitrega razvoja pametnih električnih vozil še naprej povečuje ne samo povpraševanje po naprednih procesnih čipih, ampak se bo še naprej povečevalo tudi povpraševanje po tradicionalnih čipih.To je MCU.Poleg povečanja števila koles prinaša krmilnik domene tudi nove zahteve po visoki varnosti, visoki zanesljivosti in visoki računalniški moči MCU.
MCU, enota mikrokrmilnika, znana kot mikroračunalnik z enim čipom/mikrokrmilnik/mikroračunalnik z enim čipom, združuje CPE, pomnilnik in periferne funkcije na enem čipu, da tvori računalnik na ravni čipa s krmilno funkcijo.Uporablja se predvsem za doseganje obdelave signalov in nadzora.Jedro inteligentnega nadzornega sistema.
MCU-ji in avtomobilska elektronika, industrija, računalniki in omrežja, zabavna elektronika, gospodinjski aparati in internet stvari so tesno povezani z našimi življenji.Avtomobilska elektronika je največji trg avtomobilske elektronike, avtomobilski elektroniki pa predstavljajo 33 % svetovnega deleža.
Struktura MCU
MCU je v glavnem sestavljen iz centralnega procesorja CPE, pomnilnika (ROM in RAM), vhodnega in izhodnega V/I vmesnika, serijskih vrat, števca itd.
procesor: Centralna procesna enota, centralni procesor, je glavna komponenta znotraj MCU.Komponente komponente lahko dokončajo podatkovno aritmetično logično operacijo, obdelavo bitnih spremenljivk in operacijo prenosa podatkov.Nadzorni deli usklajujejo delo v skladu z določenim časom zaporedno za analizo in izvajanje navodil.
ROM: Pomnilnik samo za branje je programski pomnilnik, ki se uporablja za shranjevanje programov, ki so jih napisali proizvajalci.Informacije se berejo na nedestruktiven način.Esenca
Oven: Pomnilnik z naključnim dostopom je podatkovni pomnilnik, ki neposredno izmenjuje podatke s CPE in podatkov ni mogoče ohraniti po izpadu napajanja.Program je mogoče pisati in brati kadar koli med izvajanjem, ki se običajno uporablja kot začasni medij za shranjevanje podatkov za operacijske sisteme ali druge delujoče programe.
Razmerje med CPU in MCU:
CPU je jedro operativnega nadzora.Poleg CPE vsebuje MCU tudi ROM ali RAM, ki je čip na ravni čipa.Pogosti so SOC (System On Chip), ki se imenujejo čipi na sistemski ravni, ki lahko shranjujejo in izvajajo kodo na sistemski ravni, poganjajo QNX, Linux in druge operacijske sisteme, vključno z več procesorskimi enotami (CPU + GPU + DSP + NPU + shranjevanje +vmesniška enota).
števke MCU
Številka se nanaša na širino MCU za vsako obdelavo podatkov.Večje kot je število števk, močnejša je zmogljivost obdelave podatkov MCU.Trenutno je najpomembnejša 8-, 16- in 32-mestna številka, od tega največ 32 bitov, ki se hitro povečujejo.
V aplikacijah avtomobilske elektronike so stroški 8-bitnega MCU nizki in jih je enostavno razviti.Trenutno se večinoma uporablja za razmeroma preprosto krmiljenje, kot so razsvetljava, deževnica, okna, sedeži in vrata.Vendar pa je za bolj zapletene vidike, kot so prikaz instrumentov, informacijski sistemi za zabavo v vozilu, sistemi za nadzor moči, podvozje, sistemi za pomoč pri vožnji itd., predvsem 32-bitni, in iteracijski razvoj avtomobilske elektrifikacije, inteligence in mreženja računalniška moč zahteve za MCU postajajo vedno višje.
Avtomobilska avtentikacija MCU
Preden dobavitelj MCU vstopi v sistem dobavne verige OEM, je na splošno treba opraviti tri glavne certifikate: faza načrtovanja mora slediti standardu funkcionalne varnosti ISO 26262, faza toka in pakiranja morata slediti AEC-Q001 ~ 004 in IATF16949, kot tudi med fazo testiranja certifikatov Sledite AEC-Q100/Q104.
Med njimi ISO 26262 opredeljuje štiri varnostne stopnje ASIL, od nizke do visoke, A, B, C in D;AEC-Q100 je razdeljen na štiri stopnje zanesljivosti, od nizke do visoke, 3, 2, 1 in 0 oziroma 3, 2, 1 in 0 Essence. Certificiranje serije AEC-Q100 običajno traja 1-2 leti, medtem ko Certificiranje ISO 26262 je težje in cikel je daljši.
Uporaba MCU v industriji pametnih električnih vozil
Uporaba MCU v avtomobilski industriji je zelo široka.Sprednja miza je na primer aplikacija dodatkov za karoserijo, sistemov napajanja, podvozja, razvedrila informacij o vozilu in inteligentne vožnje.S prihodom dobe pametnih električnih vozil bo povpraševanje ljudi po izdelkih MCU še večje.
Elektrika:
1. Sistem za upravljanje baterije BMS: BMS mora nadzorovati polnjenje in praznjenje, temperaturo in uravnoteženje baterije.Glavna nadzorna plošča zahteva MCU, vsaka podrejena konzola pa prav tako potrebuje en MCU;
2.Krmilnik vozila VCU: Upravljanje energije električnih vozil mora povečati krmilnik vozila, hkrati pa je opremljeno z 32-bitnimi MCU višjega cenovnega razreda, ki se razlikujejo od načrtov vsake tovarne;
3.Krmilnik motorja/krmilnik menjalnika: zamenjava zaloge, krmiljenje inverterja električnega vozila MCU alternativni krmilnik motorja vozila na olje.Zaradi visoke hitrosti motorja je treba reduktor upočasniti.Krmilnik menjalnika.
Inteligenca:
1. Trenutno je domači avtomobilski trg še vedno v fazi prodora visoke hitrosti L2.Iz obsežnih premislekov o stroških in zmogljivosti OEM povečuje funkcijo ADAS, ki še vedno sprejema porazdeljeno arhitekturo.S povečanjem stopnje obremenitve se ustrezno poveča tudi MCU obdelave informacij senzorja.
2. Zaradi vse večjega števila funkcij v pilotski kabini postaja vloga čipov z višjo energijo vedno pomembnejša, ustrezen status MCU pa je upadel.
Obrt
Sam MCU ima prednostne zahteve glede računalniške moči in nima visokih zahtev glede naprednih procesov.Hkrati njegov vgrajeni vgrajeni pomnilnik prav tako omejuje izboljšanje procesa MCU.Uporabite 28nm proces z izdelki MCU.Specifikacije predpisov o vozilih so večinoma 8-palčne rezine.Nekateri proizvajalci, zlasti IDM, so začeli presajati na 12-palčno platformo.
Trenutni 28nm in 40nm procesi so glavni tok trga.
Tipična podjetja doma in v tujini
V primerjavi s potrošniškimi in industrijskimi mikrokontrolerji ima MCU na ravni avtomobila višje zahteve glede delovnega okolja, zanesljivosti in cikla dobave.Poleg tega je težko vstopiti, zato je tržna struktura MCU na splošno razmeroma koncentrirana.Leta 2021 je pet največjih podjetij MCU na svetu predstavljalo 82 %.
Trenutno je MCU na ravni avtomobilov v moji državi še vedno v obdobju uvajanja, dobavna veriga pa ima velik potencial za alternativo na kopnem in doma.
Čas objave: 8. julij 2023