Ένα παραδοσιακό όχημα καυσίμου απαιτεί περίπου 500 έως 600 τσιπ, και περίπου 1.000 ελαφρά αυτοκίνητα μεικτής τεχνολογίας, υβριδικά οχήματα plug-in και αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα απαιτούν τουλάχιστον 2.000 τσιπ.
Αυτό σημαίνει ότι στη διαδικασία της ραγδαίας ανάπτυξης των έξυπνων ηλεκτρικών οχημάτων, όχι μόνο η ζήτηση για προηγμένα τσιπ διεργασιών συνεχίζει να αυξάνεται, αλλά και η ζήτηση για παραδοσιακά τσιπ θα συνεχίσει να αυξάνεται. Αυτή είναι η MCU. Εκτός από την αύξηση του αριθμού των ποδηλάτων, ο ελεγκτής τομέα φέρνει επίσης νέα ζήτηση για MCU υψηλής ασφάλειας, υψηλής αξιοπιστίας και υψηλής υπολογιστικής ισχύος.
Η MCU, Μονάδα Μικροελεγκτή, γνωστή ως μικροϋπολογιστής/μικροελεγκτής/μικροϋπολογιστής ενός τσιπ, ενσωματώνει την CPU, τη μνήμη και τις περιφερειακές λειτουργίες σε ένα μόνο τσιπ για να σχηματίσει έναν υπολογιστή σε επίπεδο τσιπ με λειτουργία ελέγχου. Χρησιμοποιείται κυρίως για την επίτευξη επεξεργασίας και ελέγχου σήματος. Ο πυρήνας του έξυπνου συστήματος ελέγχου.
Οι μικροεπεξεργαστές (MCU) και τα ηλεκτρονικά αυτοκινήτων, η βιομηχανία, οι υπολογιστές και τα δίκτυα, τα ηλεκτρονικά ευρείας κατανάλωσης, οι οικιακές συσκευές και το Διαδίκτυο των Πραγμάτων συνδέονται στενά με τη ζωή μας. Τα ηλεκτρονικά αυτοκινήτων είναι η μεγαλύτερη αγορά ηλεκτρονικών αυτοκινήτων και τα ηλεκτρόνια αυτοκινήτων αντιπροσωπεύουν το 33% παγκοσμίως.
Δομή MCU
Η μικροεπεξεργαστής (MCU) αποτελείται κυρίως από την κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU), τη μνήμη (ROM και RAM), τη διεπαφή εισόδου/εξόδου (I/O), τη σειριακή θύρα, τον μετρητή κ.λπ.
ΚΜΕΗ Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας, ένας κεντρικός επεξεργαστής, είναι το βασικό στοιχείο μέσα στην MCU. Τα στοιχεία που την αποτελούν μπορούν να ολοκληρώσουν την αριθμητική λογική λειτουργία δεδομένων, την επεξεργασία μεταβλητών bit και τη λειτουργία μετάδοσης δεδομένων. Τα μέρη ελέγχου συντονίζουν την εργασία σύμφωνα με ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα διαδοχικά για να αναλύσουν και να εκτελέσουν τις οδηγίες.
ROMΗ μνήμη μόνο για ανάγνωση είναι μια μνήμη προγράμματος που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση προγραμμάτων που έχουν γραφτεί από κατασκευαστές. Οι πληροφορίες διαβάζονται με μη καταστροφικό τρόπο. Ουσία
ΕΜΒΟΛΟΜνήμη τυχαίας προσπέλασης: Είναι μια μνήμη δεδομένων που ανταλλάσσει απευθείας δεδομένα με την CPU και τα δεδομένα δεν μπορούν να διατηρηθούν μετά τη διακοπή ρεύματος. Το πρόγραμμα μπορεί να γραφτεί και να διαβαστεί οποιαδήποτε στιγμή κατά την εκτέλεση, η οποία χρησιμοποιείται γενικά ως προσωρινό μέσο αποθήκευσης δεδομένων για λειτουργικά συστήματα ή άλλα προγράμματα που εκτελούνται.
Η σχέση μεταξύ CPU και MCU:
Η CPU είναι ο πυρήνας του λειτουργικού ελέγχου. Εκτός από την CPU, η MCU περιέχει επίσης ROM ή RAM, η οποία είναι ένα τσιπ σε επίπεδο τσιπ. Συνηθισμένα είναι τα SOC (System On Chip), τα οποία ονομάζονται τσιπ σε επίπεδο συστήματος και μπορούν να αποθηκεύσουν και να εκτελέσουν κώδικα σε επίπεδο συστήματος, να εκτελέσουν QNX, Linux και άλλα λειτουργικά συστήματα, συμπεριλαμβανομένων πολλαπλών μονάδων επεξεργαστή (CPU+GPU+DSP+NPU+αποθήκευση+μονάδα διεπαφής).
Ψηφία MCU
Ο αριθμός αναφέρεται στο πλάτος της MCU που επεξεργάζεται δεδομένα κάθε φορά. Όσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των ψηφίων, τόσο ισχυρότερη είναι η χωρητικότητα επεξεργασίας δεδομένων της MCU. Προς το παρόν, τα πιο σημαντικά είναι τα 8, 16 και 32 ψηφία, εκ των οποίων τα 32 bit αντιπροσωπεύουν το μεγαλύτερο μέρος και αναπτύσσονται ραγδαία.
Στις εφαρμογές ηλεκτρονικής αυτοκινήτων, το κόστος μιας MCU 8 bit είναι χαμηλό και εύκολο στην ανάπτυξη. Προς το παρόν, χρησιμοποιείται κυρίως για σχετικά απλό έλεγχο, όπως φωτισμός, νερό βροχής, παράθυρα, καθίσματα και πόρτες. Ωστόσο, για πιο περίπλοκες πτυχές, όπως η οθόνη οργάνων, τα συστήματα πληροφοριών ψυχαγωγίας οχημάτων, τα συστήματα ελέγχου ισχύος, το πλαίσιο, τα συστήματα υποβοήθησης οδήγησης κ.λπ., κυρίως 32 bit, και η εξέλιξη της ηλεκτροκίνησης, της νοημοσύνης και της δικτύωσης των αυτοκινήτων. Οι απαιτήσεις υπολογιστικής ισχύος για την MCU αυξάνονται επίσης όλο και περισσότερο.
Έλεγχος ταυτότητας αυτοκινήτου MCU
Πριν ο προμηθευτής MCU εισέλθει στο σύστημα εφοδιαστικής αλυσίδας OEM, είναι γενικά απαραίτητο να ολοκληρώσει τρεις κύριες πιστοποιήσεις: το στάδιο σχεδιασμού πρέπει να ακολουθεί το πρότυπο λειτουργικής ασφάλειας ISO 26262, το στάδιο ροής και συσκευασίας πρέπει να ακολουθεί τα AEC-Q001 ~ 004 και IATF16949, καθώς και κατά το στάδιο δοκιμών πιστοποίησης, να ακολουθεί τα AEC-Q100/Q104.
Μεταξύ αυτών, το ISO 26262 ορίζει τα τέσσερα επίπεδα ασφάλειας του ASIL, από χαμηλό σε υψηλό, A, B, C και D. Το AEC-Q100 χωρίζεται σε τέσσερα επίπεδα αξιοπιστίας, από χαμηλό σε υψηλό, 3, 2, 1 και 0, αντίστοιχα, 3, 2, 1 και 0. Ουσία: Η πιστοποίηση της σειράς AEC-Q100 διαρκεί γενικά 1-2 χρόνια, ενώ η πιστοποίηση ISO 26262 είναι πιο δύσκολη και ο κύκλος είναι μεγαλύτερος.
Η εφαρμογή της MCU στη βιομηχανία έξυπνων ηλεκτρικών οχημάτων
Η εφαρμογή της MCU στην αυτοκινητοβιομηχανία είναι πολύ ευρεία. Για παράδειγμα, η μπροστινή πλευρά του πίνακα εφαρμογών από αξεσουάρ αμαξώματος, συστήματα ισχύος, σασί, πληροφορίες οχήματος, ψυχαγωγία και έξυπνη οδήγηση. Με την έλευση της εποχής των έξυπνων ηλεκτρικών οχημάτων, η ζήτηση των ανθρώπων για προϊόντα MCU θα είναι ακόμη μεγαλύτερη.
Ηλεκτροδότηση:
1. Σύστημα διαχείρισης μπαταριών BMSΤο BMS πρέπει να ελέγχει τη φόρτιση και την εκφόρτιση, τη θερμοκρασία και την εξισορρόπηση της μπαταρίας. Η κύρια πλακέτα ελέγχου απαιτεί μια μικροεπεξεργαστή (MCU) και κάθε δευτερεύουσα κονσόλα απαιτεί επίσης μία μικροεπεξεργαστή (MCU).
2.Ελεγκτής οχήματος VCUΗ διαχείριση ενέργειας των ηλεκτρικών οχημάτων πρέπει να αυξήσει τον ελεγκτή του οχήματος και ταυτόχρονα είναι εξοπλισμένο με 32-bit MCU υψηλής τεχνολογίας, οι οποίες διαφέρουν από τα σχέδια κάθε εργοστασίου.
3.Ελεγκτής κινητήρα/ελεγκτής κιβωτίου ταχυτήτων: αντικατάσταση εργοστασιακού εξοπλισμού, ελεγκτής κινητήρα οχήματος με εναλλακτικό λάδι MCU για έλεγχο μετατροπέα ηλεκτρικού οχήματος. Λόγω της υψηλής ταχύτητας του κινητήρα, ο μειωτήρας πρέπει να επιβραδυνθεί. Ο ελεγκτής του κιβωτίου ταχυτήτων.
Νοημοσύνη:
1. Προς το παρόν, η εγχώρια αγορά αυτοκινήτων βρίσκεται ακόμη στο στάδιο διείσδυσης των οχημάτων υψηλής ταχύτητας L2. Λαμβάνοντας υπόψη το συνολικό κόστος και την απόδοση, ο κατασκευαστής πρωτότυπου εξοπλισμού (OEM) αυξάνει τη λειτουργία ADAS υιοθετώντας μια κατανεμημένη αρχιτεκτονική. Με την αύξηση του ρυθμού φόρτωσης, η MCU της επεξεργασίας πληροφοριών αισθητήρα αυξάνεται επίσης ανάλογα.
2. Λόγω του αυξανόμενου αριθμού λειτουργιών του πιλοτηρίου, ο ρόλος των τσιπ υψηλότερης νέας ενέργειας γίνεται όλο και πιο σημαντικός και η αντίστοιχη κατάσταση της MCU έχει υποβαθμιστεί.
Σκάφος
Η ίδια η MCU έχει απαιτήσεις προτεραιότητας για υπολογιστική ισχύ και δεν έχει υψηλές απαιτήσεις για προηγμένες διαδικασίες. Ταυτόχρονα, η ενσωματωμένη αποθήκευση περιορίζει επίσης τη βελτίωση της διαδικασίας MCU. Χρησιμοποιήστε τη διαδικασία 28nm με προϊόντα MCU. Οι προδιαγραφές των κανονισμών οχημάτων είναι κυρίως πλακίδια 8 ιντσών. Ορισμένοι κατασκευαστές, ειδικά οι IDM, έχουν αρχίσει να μεταφυτεύονται σε πλατφόρμα 12 ιντσών.
Οι τρέχουσες διεργασίες των 28nm και 40nm αποτελούν την κύρια τάση της αγοράς.
Τυπικές επιχειρήσεις στην Ελλάδα και στο εξωτερικό
Σε σύγκριση με τις MCU κατανάλωσης και βιομηχανικής ποιότητας, οι MCU επιπέδου αυτοκινήτου έχουν υψηλότερες απαιτήσεις όσον αφορά το λειτουργικό περιβάλλον, την αξιοπιστία και τον κύκλο εφοδιασμού. Επιπλέον, είναι δύσκολο να εισέλθει κανείς σε αυτές, επομένως η δομή της αγοράς των MCU είναι σχετικά συγκεντρωμένη γενικά. Το 2021, οι πέντε κορυφαίες εταιρείες MCU στον κόσμο αντιπροσώπευαν το 82%.
Προς το παρόν, η MCU σε επίπεδο αυτοκινήτου στη χώρα μου βρίσκεται ακόμη στην περίοδο εισαγωγής και η αλυσίδα εφοδιασμού έχει μεγάλο δυναμικό για εναλλακτική λύση σε χερσαίες και οικιακές εφαρμογές.
Ώρα δημοσίευσης: 08 Ιουλίου 2023
