Un vehicle de combustible tradicional requereix entre 500 i 600 xips, i uns 1.000 cotxes lleugers mixtos, híbrids endollables i vehicles elèctrics purs requereixen almenys 2.000 xips.
Això significa que en el procés del ràpid desenvolupament dels vehicles elèctrics intel·ligents, no només la demanda de xips de procés avançats ha continuat augmentant, sinó que també continuarà augmentant la demanda de xips tradicionals. Això és l'MCU. A més de l'augment del nombre de bicicletes, el controlador de domini també comporta una nova demanda d'MCU d'alta seguretat, alta fiabilitat i alta potència de càlcul.
Una MCU, o unitat de microcontrolador, coneguda com a microordinador/microcontrolador/microordinador d'un sol xip, integra la CPU, la memòria i les funcions perifèriques en un sol xip per formar un ordinador a nivell de xip amb funció de control. S'utilitza principalment per aconseguir el processament i el control del senyal. És el nucli del sistema de control intel·ligent.
Els microcontroladors i l'electrònica de l'automòbil, la indústria, els ordinadors i les xarxes, l'electrònica de consum, els electrodomèstics i la Internet de les coses estan estretament relacionats amb les nostres vides. L'electrònica de l'automòbil és el mercat més gran en electrònica d'automòbils, i els electrons dels cotxes representen el 33% a nivell mundial.
Estructura de l'MCU
La MCU es compon principalment de la CPU del processador central, la memòria (ROM i RAM), la interfície d'E/S d'entrada i sortida, el port sèrie, el comptador, etc.
CPULa unitat central de processament (CPU) és el component principal de la MCU. Els components poden completar l'operació lògica aritmètica de dades, el processament de variables de bits i l'operació de transmissió de dades. Les parts de control coordinen el treball seqüencialment d'acord amb un temps determinat per analitzar i executar les instruccions.
ROMLa memòria de només lectura és una memòria de programa que s'utilitza per emmagatzemar programes escrits pels fabricants. La informació es llegeix de manera no destructiva. Essència
RAMLa memòria d'accés aleatori és una memòria de dades que intercanvia dades directament amb la CPU i no es poden conservar després d'una pèrdua d'alimentació. El programa es pot escriure i llegir en qualsevol moment durant l'execució i s'utilitza generalment com a suport d'emmagatzematge temporal de dades per a sistemes operatius o altres programes en execució.
La relació entre la CPU i la MCU:
La CPU és el nucli del control operatiu. A més de la CPU, la MCU també conté ROM o RAM, que és un xip a nivell de xip. Els més comuns són els SOC (System On Chip), que s'anomenen xips a nivell de sistema que poden emmagatzemar i executar codi a nivell de sistema, executar QNX, Linux i altres sistemes operatius, incloent-hi múltiples unitats de processador (CPU + GPU + DSP + NPU + emmagatzematge + unitat d'interfície).
Dígits de la MCU
El número fa referència a l'amplada de cada MCU que processa dades. Com més alt sigui el nombre de dígits, més gran serà la capacitat de processament de dades de la MCU. Actualment, els més importants són els de 8, 16 i 32 dígits, dels quals els de 32 bits representen la majoria i creixen ràpidament.
En aplicacions d'electrònica d'automoció, el cost d'un MCU de 8 bits és baix i fàcil de desenvolupar. Actualment, s'utilitza principalment per a un control relativament simple, com ara la il·luminació, l'aigua de pluja, les finestres, els seients i les portes. Tanmateix, per a aspectes més complicats, com ara la visualització d'instruments, els sistemes d'informació d'entreteniment del vehicle, els sistemes de control d'energia, el xassís, els sistemes d'assistència a la conducció, etc., principalment de 32 bits, i l'evolució per iteració de l'electrificació, la intel·ligència i les xarxes d'automoció. Els requisits de potència de càlcul per a un MCU també són cada cop més alts.
Autenticació de cotxes MCU
Abans que el proveïdor de MCU entri al sistema de la cadena de subministrament OEM, generalment cal completar tres certificacions principals: la fase de disseny ha de seguir la norma de seguretat funcional ISO 26262, la fase de flux i empaquetament ha de seguir l'AEC-Q001 ~ 004 i IATF16949, i també durant la fase de proves de certificació cal seguir l'AEC-Q100/Q104.
Entre ells, la norma ISO 26262 defineix els quatre nivells de seguretat d'ASIL, de baix a alt, A, B, C i D; l'AEC-Q100 es divideix en quatre nivells de fiabilitat, de baix a alt, 3, 2, 1 i 0, respectivament, 3, 2, 1 i 0. Essència La certificació de la sèrie AEC-Q100 generalment triga 1-2 anys, mentre que la certificació ISO 26262 és més difícil i el cicle és més llarg.
L'aplicació de MCU a la indústria de vehicles elèctrics intel·ligents
L'aplicació de la MCU en la indústria de l'automoció és molt àmplia. Per exemple, la taula frontal és l'aplicació des dels accessoris de la carrosseria, els sistemes d'energia, el xassís, l'entreteniment d'informació del vehicle i la conducció intel·ligent. Amb l'arribada de l'era dels vehicles elèctrics intel·ligents, la demanda de productes MCU serà encara més forta.
Electricització:
1. Sistema de gestió de bateries BMSEl BMS necessita controlar la càrrega i la descàrrega, la temperatura i el balanceig de la bateria. La placa de control principal requereix una MCU i cada consola esclava també requereix una MCU;
2.Controlador de vehicles VCULa gestió d'energia dels vehicles elèctrics necessita augmentar el controlador del vehicle i, alhora, està equipat amb MCU d'alta gamma de 32 bits, que són diferents dels plans de cada fàbrica;
3.Controlador del motor/controlador de la caixa de canvis: reemplaçament d'estoc, controlador d'inversor de vehicle elèctric MCU controlador de motor de vehicle amb oli alternatiu. A causa de l'alta velocitat del motor, cal desaccelerar el reductor. El controlador de la caixa de canvis.
Intel·ligència:
1. Actualment, el mercat nacional de l'automòbil encara es troba en la fase de penetració d'alta velocitat L2. A partir de consideracions integrals de cost i rendiment, l'OEM augmenta la funció ADAS i continua adoptant una arquitectura distribuïda. Amb l'augment de la velocitat de càrrega, la MCU del processament de la informació del sensor també augmenta en conseqüència.
2. A causa del nombre creixent de funcions de la cabina de comandament, el paper dels xips de nova energia més alts és cada cop més important, i l'estatus de la MCU corresponent ha disminuït.
Artesania
La mateixa MCU té uns requisits prioritaris de potència de càlcul i no té uns requisits elevats per a processos avançats. Al mateix temps, el seu emmagatzematge integrat també limita la millora del procés de la MCU. Utilitzeu el procés de 28 nm amb productes de la MCU. Les especificacions de les regulacions de vehicles són principalment oblies de 8 polzades. Alguns fabricants, especialment IDM, han començat a trasplantar-se a una plataforma de 12 polzades.
Els processos actuals de 28 nm i 40 nm són els més populars del mercat.
Empreses típiques a nivell nacional i internacional
En comparació amb els MCU de consum i de grau industrial, els MCU de nivell de cotxe tenen requisits més elevats pel que fa a l'entorn operatiu, la fiabilitat i el cicle de subministrament. A més, és difícil entrar-hi, de manera que l'estructura del mercat dels MCU està relativament concentrada en general. El 2021, les cinc principals empreses de MCU del món representaven el 82%.
Actualment, la MCU a nivell de cotxe del meu país encara es troba en període d'introducció, i la cadena de subministrament té un gran potencial per a l'alternatització de la terra i del sector domèstic.
Data de publicació: 08 de juliol de 2023
