Εισαγωγή τσιπ κλάσης ελέγχου
Το τσιπ ελέγχου αναφέρεται κυρίως στο MCU (Μονάδα μικροελεγκτή), δηλαδή, ο μικροελεγκτής, γνωστός και ως το μεμονωμένο τσιπ, είναι για να μειώσει κατάλληλα τη συχνότητα και τις προδιαγραφές της CPU και τη μνήμη, το χρονόμετρο, τη μετατροπή A/D, το ρολόι, το I Θύρα /O και σειριακή επικοινωνία και άλλες λειτουργικές μονάδες και διεπαφές ενσωματωμένες σε ένα μόνο τσιπ. Πραγματοποιώντας τη λειτουργία ελέγχου τερματικού, έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης, της χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, του προγραμματισμού και της υψηλής ευελιξίας.
Διάγραμμα MCU στάθμης περιτύπων οχήματος
Η αυτοκινητοβιομηχανία είναι ένας πολύ σημαντικός τομέας εφαρμογής του MCU, σύμφωνα με τα στοιχεία της IC Insights, το 2019, η παγκόσμια εφαρμογή MCU στα ηλεκτρονικά αυτοκινήτων αντιπροσώπευε περίπου το 33%. Ο αριθμός των MCUS που χρησιμοποιούνται από κάθε αυτοκίνητο σε μοντέλα υψηλών προδιαγραφών είναι κοντά στα 100, από υπολογιστές οδήγησης, όργανα LCD έως κινητήρες, σασί, μεγάλα και μικρά εξαρτήματα στο αυτοκίνητο χρειάζονται έλεγχο MCU.
Στις πρώτες μέρες, το MCUS 8-bit και 16-bit χρησιμοποιούνταν κυρίως στα αυτοκίνητα, αλλά με τη συνεχή βελτίωση της ηλεκτρονοποίησης και της ευφυΐας των αυτοκινήτων, ο αριθμός και η ποιότητα του MCUS που απαιτείται επίσης αυξάνονται. Προς το παρόν, η αναλογία του MCUS 32-bit στο MCUS αυτοκινήτου έχει φτάσει περίπου το 60%, εκ των οποίων ο πυρήνας της σειράς Cortex της ARM, λόγω του χαμηλού κόστους και του άριστου ελέγχου ισχύος, είναι η κύρια επιλογή των κατασκευαστών MCU αυτοκινήτων.
Οι κύριες παράμετροι του MCU αυτοκινήτου περιλαμβάνουν την τάση λειτουργίας, τη συχνότητα λειτουργίας, τη χωρητικότητα Flash και RAM, τη μονάδα χρονοδιακόπτη και τον αριθμό καναλιού, τη μονάδα ADC και τον αριθμό καναλιού, τον τύπο και τον αριθμό της διεπαφής σειριακής επικοινωνίας, τον αριθμό θύρας εισόδου και εξόδου, τη θερμοκρασία λειτουργίας, το πακέτο μορφή και λειτουργικό επίπεδο ασφάλειας.
Διαιρούμενο με bit CPU, το MCUS αυτοκινήτου μπορεί να χωριστεί κυρίως σε 8 bit, 16 bit και 32 bit. Με την αναβάθμιση της διαδικασίας, το κόστος του MCUS 32 bit συνεχίζει να μειώνεται και έχει γίνει πλέον το mainstream και σταδιακά αντικαθιστά τις εφαρμογές και τις αγορές που κυριαρχούσαν στο παρελθόν το MCUS 8/16 bit.
Εάν διαιρεθεί σύμφωνα με το πεδίο εφαρμογής, το MCU αυτοκινήτου μπορεί να χωριστεί στον τομέα του αμαξώματος, στον τομέα ισχύος, στον τομέα του πλαισίου, στον τομέα του πιλοτηρίου και στον τομέα της έξυπνης οδήγησης. Για τον τομέα του πιλοτηρίου και τον τομέα της έξυπνης μονάδας δίσκου, το MCU πρέπει να διαθέτει υψηλή υπολογιστική ισχύ και διεπαφές εξωτερικής επικοινωνίας υψηλής ταχύτητας, όπως CAN FD και Ethernet. Ο τομέας του αμαξώματος απαιτεί επίσης μεγάλο αριθμό εξωτερικών διεπαφών επικοινωνίας, αλλά οι απαιτήσεις υπολογιστικής ισχύος του MCU είναι σχετικά χαμηλές, ενώ ο τομέας ισχύος και ο τομέας πλαισίου απαιτούν υψηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας και λειτουργικά επίπεδα ασφάλειας.
Τσιπ ελέγχου τομέα σασί
Ο τομέας του πλαισίου σχετίζεται με την οδήγηση οχήματος και αποτελείται από σύστημα μετάδοσης, σύστημα οδήγησης, σύστημα διεύθυνσης και σύστημα πέδησης. Αποτελείται από πέντε υποσυστήματα, δηλαδή σύστημα διεύθυνσης, πέδησης, αλλαγής ταχυτήτων, γκαζιού και ανάρτησης. Με την ανάπτυξη της νοημοσύνης του αυτοκινήτου, η αναγνώριση αντίληψης, ο σχεδιασμός αποφάσεων και η εκτέλεση ελέγχου των ευφυών οχημάτων αποτελούν τα βασικά συστήματα του τομέα του πλαισίου. Steering-by-wire και drive-by-wire είναι τα βασικά στοιχεία για το εκτελεστικό άκρο της αυτόματης οδήγησης.
(1) Απαιτήσεις εργασίας
Η ECU τομέα του πλαισίου χρησιμοποιεί μια λειτουργική πλατφόρμα ασφαλείας υψηλής απόδοσης, επεκτάσιμη και υποστηρίζει ομαδοποίηση αισθητήρων και αισθητήρες αδράνειας πολλαπλών αξόνων. Με βάση αυτό το σενάριο εφαρμογής, προτείνονται οι ακόλουθες απαιτήσεις για τον τομέα MCU του πλαισίου:
· Απαιτήσεις υψηλής συχνότητας και υψηλής υπολογιστικής ισχύος, η κύρια συχνότητα δεν είναι μικρότερη από 200 MHz και η υπολογιστική ισχύς δεν είναι μικρότερη από 300 DMIPS
· Ο χώρος αποθήκευσης Flash δεν είναι μικρότερος από 2MB, με κωδικό Flash και φυσικό διαμέρισμα Flash δεδομένων.
· RAM όχι μικρότερη από 512 KB.
· Υψηλές απαιτήσεις λειτουργικού επιπέδου ασφάλειας, μπορεί να φτάσει το επίπεδο ASIL-D.
· Υποστήριξη ADC ακριβείας 12-bit.
· Υποστήριξη 32-bit υψηλής ακρίβειας, υψηλού χρονοδιακόπτη συγχρονισμού.
· Υποστήριξη πολλαπλών καναλιών CAN-FD.
· Υποστήριξη τουλάχιστον 100M Ethernet.
· Αξιοπιστία όχι χαμηλότερη από AEC-Q100 Grade1.
· Υποστήριξη ηλεκτρονικής αναβάθμισης (OTA).
· Υποστήριξη λειτουργίας επαλήθευσης υλικολογισμικού (εθνικός μυστικός αλγόριθμος).
(2) Απαιτήσεις απόδοσης
· Μέρος πυρήνα:
I. Συχνότητα πυρήνα: δηλαδή η συχνότητα ρολογιού όταν λειτουργεί ο πυρήνας, η οποία χρησιμοποιείται για να αναπαραστήσει την ταχύτητα της ταλάντωσης του ψηφιακού παλμικού σήματος του πυρήνα και η κύρια συχνότητα δεν μπορεί να αντιπροσωπεύει άμεσα την ταχύτητα υπολογισμού του πυρήνα. Η ταχύτητα λειτουργίας του πυρήνα σχετίζεται επίσης με τη διοχέτευση του πυρήνα, τη μνήμη cache, το σύνολο εντολών κ.λπ.
II. Υπολογιστική ισχύς: Το DMIPS μπορεί συνήθως να χρησιμοποιηθεί για αξιολόγηση. Το DMIPS είναι μια μονάδα που μετρά τη σχετική απόδοση του ενσωματωμένου προγράμματος συγκριτικής αξιολόγησης MCU όταν δοκιμάζεται.
· Παράμετροι μνήμης:
I. Μνήμη κώδικα: μνήμη που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση κώδικα.
II. Μνήμη δεδομένων: μνήμη που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση δεδομένων.
III.RAM: Μνήμη που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση προσωρινών δεδομένων και κωδικών.
· Δίαυλος επικοινωνίας: περιλαμβάνει ειδικό λεωφορείο αυτοκινήτου και συμβατικό λεωφορείο επικοινωνίας.
· Περιφερειακά υψηλής ακρίβειας.
· Θερμοκρασία λειτουργίας.
(3) Βιομηχανικό πρότυπο
Καθώς η ηλεκτρική και ηλεκτρονική αρχιτεκτονική που χρησιμοποιείται από διαφορετικές αυτοκινητοβιομηχανίες θα ποικίλλει, οι απαιτήσεις εξαρτημάτων για τον τομέα του πλαισίου θα ποικίλλουν. Λόγω της διαφορετικής διαμόρφωσης διαφορετικών μοντέλων του ίδιου εργοστασίου αυτοκινήτων, η επιλογή ECU της περιοχής του πλαισίου θα είναι διαφορετική. Αυτές οι διακρίσεις θα οδηγήσουν σε διαφορετικές απαιτήσεις MCU για τον τομέα του πλαισίου. Για παράδειγμα, το Honda Accord χρησιμοποιεί τρία τσιπ MCU τομέα πλαισίου και το Audi Q7 χρησιμοποιεί περίπου 11 τσιπ MCU τομέα πλαισίου. Το 2021, η παραγωγή επιβατικών αυτοκινήτων κινεζικής μάρκας είναι περίπου 10 εκατομμύρια, εκ των οποίων η μέση ζήτηση για τον τομέα σασί ποδηλάτων MCUS είναι 5 και η συνολική αγορά έχει φτάσει περίπου τα 50 εκατομμύρια. Οι κύριοι προμηθευτές MCUS σε όλο τον τομέα του πλαισίου είναι οι Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI και ST. Αυτοί οι πέντε διεθνείς προμηθευτές ημιαγωγών αντιπροσωπεύουν περισσότερο από το 99% της αγοράς για τον τομέα σασί MCUS.
(4) Εμπόδια στη βιομηχανία
Από βασική τεχνική άποψη, τα εξαρτήματα του τομέα του πλαισίου όπως EPS, EPB, ESC σχετίζονται στενά με την ασφάλεια ζωής του οδηγού, επομένως το λειτουργικό επίπεδο ασφάλειας του τομέα MCU του πλαισίου είναι πολύ υψηλό, βασικά ASIL-D απαιτήσεις επιπέδου. Αυτό το λειτουργικό επίπεδο ασφάλειας του MCU είναι κενό στην Κίνα. Εκτός από το λειτουργικό επίπεδο ασφάλειας, τα σενάρια εφαρμογής των εξαρτημάτων πλαισίου έχουν πολύ υψηλές απαιτήσεις για συχνότητα MCU, υπολογιστική ισχύ, χωρητικότητα μνήμης, περιφερειακή απόδοση, περιφερειακή ακρίβεια και άλλες πτυχές. Ο τομέας πλαισίου MCU έχει σχηματίσει ένα πολύ υψηλό βιομηχανικό εμπόδιο, το οποίο χρειάζεται οι εγχώριοι κατασκευαστές MCU να αμφισβητήσουν και να σπάσουν.
Όσον αφορά την εφοδιαστική αλυσίδα, λόγω των απαιτήσεων υψηλής συχνότητας και υψηλής υπολογιστικής ισχύος για το τσιπ ελέγχου των εξαρτημάτων του τομέα του πλαισίου, προβάλλονται σχετικά υψηλές απαιτήσεις για τη διαδικασία και τη διαδικασία παραγωγής πλακιδίων. Προς το παρόν, φαίνεται ότι απαιτείται διαδικασία τουλάχιστον 55 nm για να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις συχνότητας MCU άνω των 200 MHz. Από αυτή την άποψη, η εγχώρια γραμμή παραγωγής MCU δεν είναι πλήρης και δεν έχει φτάσει στο επίπεδο μαζικής παραγωγής. Οι διεθνείς κατασκευαστές ημιαγωγών έχουν βασικά υιοθετήσει το μοντέλο IDM, όσον αφορά τα χυτήρια πλακιδίων, προς το παρόν μόνο οι TSMC, UMC και GF έχουν τις αντίστοιχες δυνατότητες. Οι εγχώριοι κατασκευαστές τσιπ είναι όλες εταιρείες Fabless και υπάρχουν προκλήσεις και ορισμένοι κίνδυνοι στην κατασκευή γκοφρέτας και στη διασφάλιση χωρητικότητας.
Σε βασικά σενάρια υπολογιστών, όπως η αυτόνομη οδήγηση, ο παραδοσιακός επεξεργαστής γενικής χρήσης είναι δύσκολο να προσαρμοστεί στις απαιτήσεις υπολογισμού τεχνητής νοημοσύνης λόγω της χαμηλής υπολογιστικής τους απόδοσης και τα τσιπ τεχνητής νοημοσύνης όπως το Gpus, το FPgas και το ASics έχουν εξαιρετική απόδοση στο edge και στο cloud με τα δικά τους χαρακτηριστικά και χρησιμοποιούνται ευρέως. Από την άποψη των τάσεων της τεχνολογίας, η GPU θα εξακολουθεί να είναι το κυρίαρχο τσιπ AI βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα, το ASIC είναι η απόλυτη κατεύθυνση. Από την προοπτική των τάσεων της αγοράς, η παγκόσμια ζήτηση για τσιπ τεχνητής νοημοσύνης θα διατηρήσει μια ταχεία δυναμική ανάπτυξης και τα τσιπ cloud και edge έχουν μεγαλύτερες δυνατότητες ανάπτυξης και ο ρυθμός ανάπτυξης της αγοράς αναμένεται να είναι κοντά στο 50% τα επόμενα πέντε χρόνια. Αν και τα θεμέλια της εγχώριας τεχνολογίας τσιπ είναι αδύναμα, με την ταχεία προσγείωση των εφαρμογών τεχνητής νοημοσύνης, ο γρήγορος όγκος ζήτησης τσιπ τεχνητής νοημοσύνης δημιουργεί ευκαιρίες για την ανάπτυξη της τεχνολογίας και των δυνατοτήτων των τοπικών επιχειρήσεων τσιπ. Η αυτόνομη οδήγηση έχει αυστηρές απαιτήσεις σχετικά με την υπολογιστική ισχύ, την καθυστέρηση και την αξιοπιστία. Προς το παρόν, χρησιμοποιούνται κυρίως λύσεις GPU+FPGA. Με τη σταθερότητα των αλγορίθμων και τα δεδομένα, τα ASics αναμένεται να κερδίσουν χώρο στην αγορά.
Απαιτείται πολύς χώρος στο τσιπ της CPU για πρόβλεψη διακλάδωσης και βελτιστοποίηση, εξοικονομώντας διάφορες καταστάσεις για να μειωθεί ο λανθάνοντας χρόνος εναλλαγής εργασιών. Αυτό το καθιστά επίσης πιο κατάλληλο για λογικό έλεγχο, σειριακή λειτουργία και λειτουργία δεδομένων γενικού τύπου. Πάρτε για παράδειγμα την GPU και την CPU, σε σύγκριση με την CPU, η GPU χρησιμοποιεί μεγάλο αριθμό υπολογιστικών μονάδων και μια μεγάλη διοχέτευση, μόνο μια πολύ απλή λογική ελέγχου και εξαλείφετε την προσωρινή μνήμη. Η CPU όχι μόνο καταλαμβάνει πολύ χώρο από την προσωρινή μνήμη, αλλά έχει επίσης πολύπλοκη λογική ελέγχου και πολλά κυκλώματα βελτιστοποίησης, ενώ η υπολογιστική ισχύς είναι μόνο ένα μικρό μέρος.
Τσιπ ελέγχου τομέα ισχύος
Ο ελεγκτής τομέα ισχύος είναι μια έξυπνη μονάδα διαχείρισης συστήματος μετάδοσης κίνησης. Με CAN/FLEXRAY για την επίτευξη διαχείρισης μετάδοσης, διαχείρισης μπαταρίας, παρακολούθησης ρύθμισης εναλλάκτη, που χρησιμοποιείται κυρίως για βελτιστοποίηση και έλεγχο του συστήματος μετάδοσης κίνησης, ενώ και οι δύο ηλεκτρικές έξυπνες διαγνωστικές βλάβες έξυπνη εξοικονόμηση ενέργειας, επικοινωνία διαύλου και άλλες λειτουργίες.
(1) Απαιτήσεις εργασίας
Το MCU ελέγχου τομέα ισχύος μπορεί να υποστηρίξει μεγάλες εφαρμογές σε ισχύ, όπως το BMS, με τις ακόλουθες απαιτήσεις:
· Υψηλή κύρια συχνότητα, κύρια συχνότητα 600MHz~800MHz
· RAM 4MB
· Υψηλές απαιτήσεις λειτουργικού επιπέδου ασφάλειας, μπορεί να φτάσει το επίπεδο ASIL-D.
· Υποστήριξη πολλαπλών καναλιών CAN-FD.
· Υποστήριξη 2G Ethernet.
· Αξιοπιστία όχι χαμηλότερη από AEC-Q100 Grade1.
· Υποστήριξη λειτουργίας επαλήθευσης υλικολογισμικού (εθνικός μυστικός αλγόριθμος).
(2) Απαιτήσεις απόδοσης
Υψηλή απόδοση: Το προϊόν ενσωματώνει την CPU κλειδώματος-βήματος διπλού πυρήνα ARM Cortex R5 και SRAM 4 MB on-chip για να υποστηρίζει τις αυξανόμενες απαιτήσεις υπολογιστικής ισχύος και μνήμης των εφαρμογών αυτοκινήτου. CPU ARM Cortex-R5F έως 800MHz. Υψηλή ασφάλεια: Το πρότυπο αξιοπιστίας προδιαγραφών οχήματος AEC-Q100 φτάνει στον Βαθμό 1 και το λειτουργικό επίπεδο ασφάλειας ISO26262 φτάνει το ASIL D. Η CPU βήματος κλειδώματος διπλού πυρήνα μπορεί να επιτύχει έως και 99% διαγνωστική κάλυψη. Η ενσωματωμένη μονάδα ασφάλειας πληροφοριών ενσωματώνει γεννήτρια πραγματικών τυχαίων αριθμών, AES, RSA, ECC, SHA και επιταχυντές υλικού που συμμορφώνονται με τα σχετικά πρότυπα κρατικής και επιχειρηματικής ασφάλειας. Η ενσωμάτωση αυτών των λειτουργιών ασφάλειας πληροφοριών μπορεί να καλύψει τις ανάγκες εφαρμογών όπως ασφαλής εκκίνηση, ασφαλής επικοινωνία, ασφαλής ενημέρωση υλικολογισμικού και αναβάθμιση.
Τσιπ ελέγχου περιοχής σώματος
Η περιοχή του σώματος είναι κυρίως υπεύθυνη για τον έλεγχο διαφόρων λειτουργιών του σώματος. Με την ανάπτυξη του οχήματος, ο ελεγκτής περιοχής αμαξώματος είναι επίσης όλο και περισσότερο, προκειμένου να μειωθεί το κόστος του ελεγκτή, να μειωθεί το βάρος του οχήματος, η ενσωμάτωση πρέπει να βάλει όλες τις λειτουργικές συσκευές, από το μπροστινό μέρος, τη μέση μέρος του αυτοκινήτου και το πίσω μέρος του αυτοκινήτου, όπως το πίσω φως φρένων, το πίσω φως θέσης, η κλειδαριά της πίσω πόρτας, ακόμη και η διπλή ράβδος στήριξης ενοποιημένη ενσωμάτωση σε ένα συνολικό χειριστήριο.
Ο ελεγκτής περιοχής σώματος ενσωματώνει γενικά τις λειτουργίες BCM, PEPS, TPMS, Gateway και άλλες λειτουργίες, αλλά μπορεί επίσης να επεκτείνει τη ρύθμιση του καθίσματος, τον έλεγχο καθρεφτών, τον έλεγχο κλιματισμού και άλλες λειτουργίες, την ολοκληρωμένη και ενοποιημένη διαχείριση κάθε ενεργοποιητή, τη λογική και αποτελεσματική κατανομή των πόρων του συστήματος . Οι λειτουργίες ενός ελεγκτή περιοχής σώματος είναι πολλές, όπως φαίνεται παρακάτω, αλλά δεν περιορίζονται σε αυτές που αναφέρονται εδώ.
(1) Απαιτήσεις εργασίας
Οι κύριες απαιτήσεις των ηλεκτρονικών αυτοκινήτων για τα τσιπ ελέγχου MCU είναι καλύτερη σταθερότητα, αξιοπιστία, ασφάλεια, σε πραγματικό χρόνο και άλλα τεχνικά χαρακτηριστικά, καθώς και υψηλότερη υπολογιστική απόδοση και χωρητικότητα αποθήκευσης και χαμηλότερες απαιτήσεις δείκτη κατανάλωσης ενέργειας. Ο ελεγκτής περιοχής αμαξώματος έχει σταδιακά μεταβεί από μια αποκεντρωμένη λειτουργική ανάπτυξη σε έναν μεγάλο ελεγκτή που ενσωματώνει όλες τις βασικές μονάδες ηλεκτρονικών ειδών αμαξώματος, βασικές λειτουργίες, φώτα, πόρτες, παράθυρα κ.λπ. Ο σχεδιασμός του συστήματος ελέγχου περιοχής αμαξώματος ενσωματώνει φωτισμό, πλύσιμο υαλοκαθαριστήρων, κεντρική έλεγχος κλειδαριές θυρών, παράθυρα και άλλα χειριστήρια, έξυπνα κλειδιά PEPS, διαχείριση ενέργειας κ.λπ. Καθώς και πύλη CAN, επεκτάσιμο δίκτυο CANFD και FLEXRAY, δίκτυο LIN, διεπαφή Ethernet και τεχνολογία ανάπτυξης και σχεδίασης μονάδων.
Γενικά, οι απαιτήσεις εργασίας των προαναφερθεισών λειτουργιών ελέγχου για το κύριο τσιπ ελέγχου MCU στην περιοχή του σώματος αντικατοπτρίζονται κυρίως στις πτυχές της απόδοσης υπολογιστών και επεξεργασίας, της λειτουργικής ολοκλήρωσης, της διεπαφής επικοινωνίας και της αξιοπιστίας. Όσον αφορά τις ειδικές απαιτήσεις, λόγω των λειτουργικών διαφορών σε διαφορετικά σενάρια λειτουργικών εφαρμογών στην περιοχή του αμαξώματος, όπως ηλεκτρικά παράθυρα, αυτόματα καθίσματα, ηλεκτρική πίσω πόρτα και άλλες εφαρμογές αμαξώματος, εξακολουθούν να υπάρχουν ανάγκες ελέγχου κινητήρα υψηλής απόδοσης, τέτοιες εφαρμογές αμαξώματος απαιτούν MCU για ενσωμάτωση του αλγόριθμου ηλεκτρονικού ελέγχου FOC και άλλων λειτουργιών. Επιπλέον, διαφορετικά σενάρια εφαρμογών στην περιοχή του σώματος έχουν διαφορετικές απαιτήσεις για τη διαμόρφωση της διεπαφής του τσιπ. Ως εκ τούτου, είναι συνήθως απαραίτητο να επιλέγεται η MCU της περιοχής του σώματος σύμφωνα με τις λειτουργικές απαιτήσεις και τις απαιτήσεις απόδοσης του συγκεκριμένου σεναρίου εφαρμογής, και σε αυτή τη βάση, να μετράτε συνολικά την απόδοση κόστους του προϊόντος, την ικανότητα προμήθειας και την τεχνική εξυπηρέτηση και άλλους παράγοντες.
(2) Απαιτήσεις απόδοσης
Οι κύριοι δείκτες αναφοράς του τσιπ MCU ελέγχου περιοχής σώματος είναι οι εξής:
Απόδοση: ARM Cortex-M4F@ 144MHz, 180DMIPS, ενσωματωμένη μνήμη cache εντολών 8KB, υποστήριξη προγράμματος εκτέλεσης μονάδας επιτάχυνσης Flash 0 αναμονή.
Κρυπτογραφημένη μνήμη μεγάλης χωρητικότητας: έως 512K Byte eFlash, υποστήριξη κρυπτογραφημένης αποθήκευσης, διαχείριση διαμερισμάτων και προστασία δεδομένων, υποστήριξη επαλήθευσης ECC, 100.000 φορές διαγραφής, 10 χρόνια διατήρησης δεδομένων. 144K Bytes SRAM, που υποστηρίζει ισοτιμία υλικού.
Ενσωματωμένες πλούσιες διεπαφές επικοινωνίας: Υποστήριξη πολυκαναλικών GPIO, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP και άλλες διεπαφές.
Ενσωματωμένος προσομοιωτής υψηλής απόδοσης: Υποστήριξη ADC υψηλής ταχύτητας 12bit 5Msps, ανεξάρτητος λειτουργικός ενισχυτής rail-to-rail, αναλογικός συγκριτής υψηλής ταχύτητας, DAC 12bit 1Msps. Υποστήριξη εξωτερικής εισόδου ανεξάρτητης πηγής τάσης αναφοράς, χωρητικό πλήκτρο αφής πολλαπλών καναλιών. Ελεγκτής DMA υψηλής ταχύτητας.
Υποστήριξη εσωτερικής εισόδου RC ή εξωτερικού ρολογιού κρυστάλλου, επαναφορά υψηλής αξιοπιστίας.
Ενσωματωμένη βαθμονόμηση RTC ρολόι πραγματικού χρόνου, υποστήριξη διαρκούς ημερολογίου δίσεκτου έτους, συμβάντα συναγερμού, περιοδική αφύπνιση.
Υποστήριξη μετρητή χρονισμού υψηλής ακρίβειας.
Χαρακτηριστικά ασφαλείας σε επίπεδο υλικού: Μηχανή επιτάχυνσης υλικού αλγόριθμου κρυπτογράφησης, που υποστηρίζει αλγόριθμους AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5. Κρυπτογράφηση αποθήκευσης flash, διαχείριση διαμερισμάτων πολλών χρηστών (MMU), γεννήτρια αληθινών τυχαίων αριθμών TRNG, λειτουργία CRC16/32. Υποστήριξη προστασίας εγγραφής (WRP), προστασίας πολλαπλής ανάγνωσης (RDP) (L0/L1/L2). Υποστήριξη εκκίνησης ασφαλείας, λήψη κρυπτογράφησης προγράμματος, ενημέρωση ασφαλείας.
Υποστήριξη παρακολούθησης αστοχίας ρολογιού και παρακολούθησης κατά της κατεδάφισης.
UID 96 bit και UCID 128 bit.
Εξαιρετικά αξιόπιστο περιβάλλον εργασίας: 1,8V ~ 3,6V/-40℃ ~ 105℃.
(3) Βιομηχανικό πρότυπο
Το ηλεκτρονικό σύστημα περιοχής σώματος βρίσκεται στο αρχικό στάδιο ανάπτυξης τόσο για ξένες όσο και για εγχώριες επιχειρήσεις. Οι ξένες επιχειρήσεις όπως BCM, PEPS, πόρτες και παράθυρα, ελεγκτής καθισμάτων και άλλα προϊόντα μιας λειτουργίας έχουν βαθιά τεχνική συσσώρευση, ενώ οι μεγάλες ξένες εταιρείες έχουν ευρεία κάλυψη σειρών προϊόντων, θέτοντας τα θεμέλια για να κάνουν προϊόντα ενοποίησης συστήματος . Οι εγχώριες επιχειρήσεις έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα στην εφαρμογή του νέου ενεργειακού αμαξώματος οχημάτων. Πάρτε για παράδειγμα το BYD, στο νέο ενεργειακό όχημα της BYD, η περιοχή του αμαξώματος χωρίζεται στην αριστερή και τη δεξιά περιοχή και το γινόμενο της ολοκλήρωσης του συστήματος αναδιατάσσεται και ορίζεται. Ωστόσο, όσον αφορά τα τσιπ ελέγχου περιοχής σώματος, ο κύριος προμηθευτής της MCU εξακολουθεί να είναι η Infineon, η NXP, η Renesas, η Microchip, η ST και άλλοι διεθνείς κατασκευαστές τσιπ, ενώ οι εγχώριοι κατασκευαστές τσιπ κατέχουν επί του παρόντος χαμηλό μερίδιο αγοράς.
(4) Εμπόδια στη βιομηχανία
Από την άποψη της επικοινωνίας, υπάρχει η διαδικασία εξέλιξης της παραδοσιακής αρχιτεκτονικής-υβριδικής αρχιτεκτονικής-η τελική πλατφόρμα υπολογιστών οχημάτων. Η αλλαγή στην ταχύτητα επικοινωνίας, καθώς και η μείωση της τιμής της βασικής υπολογιστικής ισχύος με υψηλή λειτουργική ασφάλεια είναι το κλειδί και είναι δυνατόν να συνειδητοποιήσουμε σταδιακά τη συμβατότητα διαφορετικών λειτουργιών στο ηλεκτρονικό επίπεδο του βασικού ελεγκτή στο μέλλον. Για παράδειγμα, ο ελεγκτής περιοχής σώματος μπορεί να ενσωματώσει τις παραδοσιακές λειτουργίες BCM, PEPS και κυματισμού κατά του τσιμπήματος. Σχετικά μιλώντας, τα τεχνικά εμπόδια του τσιπ ελέγχου περιοχής του σώματος είναι χαμηλότερα από την περιοχή ισχύος, την περιοχή του πιλοτηρίου κ.λπ., και τα εγχώρια τσιπ αναμένεται να πρωτοστατήσουν στο να κάνουν μια μεγάλη ανακάλυψη στην περιοχή του σώματος και να πραγματοποιήσουν σταδιακά την οικιακή αντικατάσταση. Τα τελευταία χρόνια, η εγχώρια MCU στην αγορά τοποθέτησης εμπρός και πίσω στην περιοχή του αμαξώματος έχει πολύ καλή δυναμική εξέλιξης.
Τσιπ ελέγχου πιλοτηρίου
Η ηλεκτροδότηση, η ευφυΐα και η δικτύωση έχουν επιταχύνει την ανάπτυξη της ηλεκτρονικής και ηλεκτρικής αρχιτεκτονικής αυτοκινήτων προς την κατεύθυνση του ελέγχου τομέα, και το πιλοτήριο αναπτύσσεται επίσης γρήγορα από το σύστημα ψυχαγωγίας ήχου και βίντεο του οχήματος στο έξυπνο πιλοτήριο. Το πιλοτήριο παρουσιάζεται με μια διεπαφή αλληλεπίδρασης ανθρώπου-υπολογιστή, αλλά είτε πρόκειται για το προηγούμενο σύστημα ψυχαγωγίας είτε για το τρέχον έξυπνο πιλοτήριο, εκτός από ένα ισχυρό SOC με υπολογιστική ταχύτητα, χρειάζεται επίσης μια MCU υψηλού πραγματικού χρόνου για την αντιμετώπιση την αλληλεπίδραση δεδομένων με το όχημα. Η σταδιακή διάδοση των οχημάτων που καθορίζονται από λογισμικό, OTA και Autosar στο έξυπνο πιλοτήριο κάνει τις απαιτήσεις για πόρους MCU στο πιλοτήριο όλο και πιο υψηλές. Αντικατοπτρίζεται συγκεκριμένα στην αυξανόμενη ζήτηση για χωρητικότητα FLASH και RAM, η ζήτηση για τον αριθμό PIN αυξάνεται επίσης, οι πιο σύνθετες λειτουργίες απαιτούν ισχυρότερες δυνατότητες εκτέλεσης προγραμμάτων, αλλά έχουν επίσης μια πιο πλούσια διεπαφή διαύλου.
(1) Απαιτήσεις εργασίας
Το MCU στην καμπίνα πραγματοποιεί κυρίως διαχείριση ενέργειας συστήματος, διαχείριση χρονισμού ενεργοποίησης, διαχείριση δικτύου, διάγνωση, αλληλεπίδραση δεδομένων οχήματος, κλειδί, διαχείριση οπίσθιου φωτισμού, διαχείριση μονάδας ήχου DSP/FM, διαχείριση χρόνου συστήματος και άλλες λειτουργίες.
Απαιτήσεις πόρων MCU:
· Η κύρια συχνότητα και η υπολογιστική ισχύς έχουν ορισμένες απαιτήσεις, η κύρια συχνότητα δεν είναι μικρότερη από 100 MHz και η υπολογιστική ισχύς δεν είναι μικρότερη από 200 DMIPS.
· Ο χώρος αποθήκευσης Flash δεν είναι μικρότερος από 1MB, με κωδικό Flash και φυσικό διαμέρισμα Flash δεδομένων.
· RAM όχι μικρότερη από 128 KB.
· Υψηλές απαιτήσεις λειτουργικού επιπέδου ασφάλειας, μπορεί να φτάσει το επίπεδο ASIL-B.
· Υποστήριξη πολυκαναλικού ADC.
· Υποστήριξη πολλαπλών καναλιών CAN-FD.
· Ρύθμιση οχήματος Βαθμός AEC-Q100 Βαθμός 1.
· Υποστήριξη ηλεκτρονικής αναβάθμισης (OTA), υποστήριξη Flash dual Bank.
· Απαιτείται μηχανισμός κρυπτογράφησης πληροφοριών επιπέδου SHE/HSM για την ασφαλή εκκίνηση.
· Ο αριθμός pin δεν είναι μικρότερος από 100 PIN.
(2) Απαιτήσεις απόδοσης
Το IO υποστηρίζει τροφοδοσία ευρείας τάσης (5,5v~2,7v), η θύρα IO υποστηρίζει χρήση υπέρτασης.
Πολλές είσοδοι σήματος κυμαίνονται ανάλογα με την τάση της μπαταρίας του τροφοδοτικού και μπορεί να προκύψει υπέρταση. Η υπέρταση μπορεί να βελτιώσει τη σταθερότητα και την αξιοπιστία του συστήματος.
Ζωή μνήμης:
Ο κύκλος ζωής του αυτοκινήτου είναι περισσότερο από 10 χρόνια, επομένως η αποθήκευση του προγράμματος MCU αυτοκινήτου και η αποθήκευση δεδομένων πρέπει να έχουν μεγαλύτερη διάρκεια ζωής. Η αποθήκευση προγραμμάτων και η αποθήκευση δεδομένων πρέπει να έχουν ξεχωριστά φυσικά διαμερίσματα και η αποθήκευση του προγράμματος πρέπει να διαγράφεται λιγότερες φορές, επομένως Endurance>10K, ενώ η αποθήκευση δεδομένων πρέπει να διαγράφεται πιο συχνά, επομένως πρέπει να έχει μεγαλύτερο αριθμό διαγραφών . Ανατρέξτε στην ένδειξη φλας δεδομένων Endurance>100K, 15 έτη (<1K). 10 χρόνια (<100.000).
Διεπαφή διαύλου επικοινωνίας.
Το φορτίο επικοινωνίας του λεωφορείου στο όχημα γίνεται όλο και υψηλότερο, επομένως το παραδοσιακό CAN CAN δεν ανταποκρίνεται πλέον στη ζήτηση επικοινωνίας, η ζήτηση διαύλου υψηλής ταχύτητας CAN-FD γίνεται όλο και υψηλότερη, η υποστήριξη CAN-FD έχει γίνει σταδιακά το πρότυπο MCU .
(3) Βιομηχανικό πρότυπο
Προς το παρόν, το ποσοστό των εγχώριων έξυπνων καμπινών MCU εξακολουθεί να είναι πολύ χαμηλό και οι κύριοι προμηθευτές εξακολουθούν να είναι οι NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip και άλλοι διεθνείς κατασκευαστές MCU. Ένας αριθμός εγχώριων κατασκευαστών MCU ήταν στη διάταξη, η απόδοση της αγοράς μένει να φανεί.
(4) Εμπόδια στη βιομηχανία
Το επίπεδο ρύθμισης του έξυπνου αυτοκινήτου καμπίνας και το επίπεδο λειτουργικής ασφάλειας δεν είναι σχετικά υψηλά, κυρίως λόγω της συσσώρευσης τεχνογνωσίας και της ανάγκης για συνεχή επανάληψη και βελτίωση του προϊόντος. Ταυτόχρονα, επειδή δεν υπάρχουν πολλές γραμμές παραγωγής MCU στα εγχώρια εργοστάσια, η διαδικασία είναι σχετικά καθυστερημένη και χρειάζεται ένα χρονικό διάστημα για να επιτευχθεί η εθνική αλυσίδα εφοδιασμού παραγωγής και μπορεί να υπάρξει υψηλότερο κόστος και η πίεση του ανταγωνισμού με διεθνών κατασκευαστών είναι μεγαλύτερη.
Εφαρμογή τσιπ οικιακού ελέγχου
Τα τσιπ ελέγχου αυτοκινήτου βασίζονται κυρίως στο MCU αυτοκινήτου, οι εγχώριες κορυφαίες επιχειρήσεις όπως οι Ziguang Guowei, Huada Semiconductor, Shanghai Xinti, Zhaoyi Innovation, Jiefa Technology, Xinchi Technology, Beijing Junzheng, Shenzhen Xihua, Shanghai Qipuwei, National Technology, κ.λπ. Αλληλουχίες προϊόντων MCU σε κλίμακα αυτοκινήτου, σημεία αναφοράς γιγάντια προϊόντα στο εξωτερικό, που επί του παρόντος βασίζονται στην αρχιτεκτονική ARM. Ορισμένες επιχειρήσεις έχουν επίσης πραγματοποιήσει έρευνα και ανάπτυξη της αρχιτεκτονικής RISC-V.
Προς το παρόν, το τσιπ τομέα ελέγχου οικιακού οχήματος χρησιμοποιείται κυρίως στην αγορά μπροστινής φόρτωσης αυτοκινήτων και έχει εφαρμοστεί στο αυτοκίνητο στον τομέα του αμαξώματος και της ψυχαγωγίας, ενώ στον τομέα του πλαισίου, της ισχύος και άλλων τομέων, εξακολουθεί να κυριαρχείται από Οι υπερπόντιοι γίγαντες τσιπ όπως οι stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments και Microchip Semiconductor, και μόνο λίγες εγχώριες επιχειρήσεις έχουν πραγματοποιήσει εφαρμογές μαζικής παραγωγής. Προς το παρόν, ο εγχώριος κατασκευαστής τσιπ Chipchi θα κυκλοφορήσει προϊόντα υψηλής απόδοσης chip ελέγχου της σειράς E3 με βάση το ARM Cortex-R5F τον Απρίλιο του 2022, με επίπεδο λειτουργικής ασφάλειας που φτάνει το ASIL D, επίπεδο θερμοκρασίας που υποστηρίζει AEC-Q100 Grade 1, συχνότητα CPU έως 800MHz , με έως και 6 πυρήνες CPU. Είναι το προϊόν υψηλότερης απόδοσης στο υπάρχον μετρητή οχημάτων MCU μαζικής παραγωγής, καλύπτοντας το κενό στην εγχώρια αγορά υψηλού επιπέδου ασφάλειας οχημάτων MCU, με υψηλή απόδοση και υψηλή αξιοπιστία, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε BMS, ADAS, VCU, από - συρμάτινο πλαίσιο, όργανο, HUD, έξυπνος καθρέφτης και άλλα βασικά πεδία ελέγχου οχημάτων. Περισσότεροι από 100 πελάτες έχουν υιοθετήσει το E3 για το σχεδιασμό προϊόντων, συμπεριλαμβανομένων των GAC, Geely κ.λπ.
Εφαρμογή βασικών προϊόντων εγχώριων ελεγκτών
Ώρα δημοσίευσης: 19 Ιουλίου 2023
