Et tradisjonelt drivstoffkjøretøy krever omtrent 500 til 600 brikker, og omtrent 1000 lette biler med blandet drivstoff, ladbare hybrider og rent elektriske kjøretøy krever minst 2000 brikker.
Dette betyr at i den raske utviklingen av smarte elektriske kjøretøy har ikke bare etterspørselen etter avanserte prosessbrikker fortsatt å øke, men også etterspørselen etter tradisjonelle brikker vil fortsette å øke. Dette er MCU-en. I tillegg til økningen i antall sykler, bringer domenekontrolleren også ny etterspørsel etter MCU-er med høy sikkerhet, høy pålitelighet og høy datakraft.
En MCU (MicroController Unit), også kjent som en enkeltbrikke-mikrodatamaskin/mikrokontroller/enkeltbrikke-mikrodatamaskin, integrerer CPU-, minne- og periferifunksjoner på én brikke for å danne en datamaskin på brikkenivå med kontrollfunksjoner. Den brukes hovedsakelig til å oppnå signalbehandling og kontroll. Kjernen i det intelligente kontrollsystemet.
Mikrokontrollere og bilelektronikk, industri, datamaskiner og nettverk, forbrukerelektronikk, husholdningsapparater og tingenes internett er nært knyttet til livene våre. Bilelektronikk er det største markedet innen bilelektronikk, og bilelektronikk står for 33 % globalt.
MCU-struktur
MCU består hovedsakelig av en sentral prosessor-CPU, minne (ROM og RAM), inngangs- og utgangs-I/O-grensesnitt, seriell port, teller, etc.
CPUSentralprosessoren er kjernekomponenten i en MCU. Komponentene kan fullføre dataaritmetiske logiske operasjoner, bitvariabler og dataoverføring. Kontrolldelene koordinerer arbeidet sekvensielt i samsvar med en viss tid for å analysere og utføre instruksjonene.
ROMSkrivebeskyttet minne er et programminne som brukes til å lagre programmer skrevet av produsenter. Informasjonen leses på en ikke-destruktiv måte. Essens
VÆRRandom Access Memory (eller tilfeldig tilgangsminne) er et dataminne som utveksler data direkte med CPU-en, og dataene kan ikke lagres etter at strømmen er gått. Programmet kan skrives til og leses når som helst mens det kjører, og brukes vanligvis som et midlertidig datalagringsmedium for operativsystemer eller andre programmer som kjører.
Forholdet mellom CPU og MCU:
CPU-en er kjernen i driftskontrollen. I tillegg til CPU-en inneholder MCU-en også ROM eller RAM, som er en brikke på chipnivå. Vanlige er SOC (System On Chip), som kalles systemnivåbrikker som kan lagre og kjøre systemnivåkode, kjøre QNX, Linux og andre operativsystemer, inkludert flere prosessorenheter (CPU+GPU+DSP+NPU+lagring+grensesnittenhet).
MCU-sifre
Tallet refererer til bredden på MCU-en som behandler data for hver gang. Jo høyere antall sifre, desto sterkere er MCU-ens databehandlingskapasitet. For tiden er de viktigste 8, 16 og 32 sifre, hvorav 32 bit utgjør mesteparten og vokser raskt.
I bilelektronikkapplikasjoner er kostnaden for 8-bits MCU lav og enkel å utvikle. For tiden brukes den mest til relativt enkel kontroll, som belysning, regnvann, vinduer, seter og dører. For mer kompliserte aspekter, som instrumentdisplay, kjøretøyunderholdningssystemer, strømstyringssystemer, chassis, kjøreassistansesystemer, etc., hovedsakelig 32-bits og iterasjonsutvikling av bilelektrifisering, intelligens og nettverk. Kravene til datakraft for MCU blir også høyere og høyere.
MCU-bilautentisering
Før MCU-leverandøren går inn i OEM-forsyningskjedesystemet, er det vanligvis nødvendig å fullføre tre hovedsertifiseringer: designfasen må følge funksjonssikkerhetsstandarden ISO 26262, flyt- og pakkefasen må følge AEC-Q001 ~ 004 og IATF16949, samt følge AEC-Q100/Q104 under sertifiseringstestfasen.
Blant disse definerer ISO 26262 de fire sikkerhetsnivåene til ASIL, fra lav til høy, A, B, C og D; AEC-Q100 er delt inn i fire pålitelighetsnivåer, fra lav til høy, henholdsvis 3, 2, 1 og 0, 3, 2, 1 og 0. Essens AEC-Q100-seriens sertifisering tar vanligvis 1–2 år, mens ISO 26262-sertifiseringen er vanskeligere og syklusen er lengre.
Anvendelsen av MCU i den smarte elbilindustrien
Bruksområdet for MCU i bilindustrien er svært bredt. For eksempel er frontbordet bruksområder fra karosseritilbehør, kraftsystemer, chassis, kjøretøyinformasjon og underholdning og intelligent kjøring. Med fremveksten av æraen med smarte elbiler vil folks etterspørsel etter MCU-produkter bli enda sterkere.
Elektrifisering:
1. Batteristyringssystem BMSBMS må kontrollere lading og utlading, temperatur og batteribalansering. Hovedkontrollkortet krever en MCU, og hver slavekonsoll krever også én MCU;
2.Kjøretøyets styrings-VCUEnergistyringen for elektriske kjøretøy må økes, og samtidig er den utstyrt med 32-bits high-end MCU-er, som er forskjellige fra planene til hver fabrikk;
3.Motorstyring/girstyring: utskifting av originalutstyr, elektrisk kjøretøys inverterkontroll MCU alternativ olje kjøretøymotorstyring. På grunn av høy motorhastighet må reduksjonsgiret bremses. Girkassestyringen.
Intelligens:
1. For tiden er det innenlandske bilmarkedet fortsatt i L2-penetrasjonsfasen for høyhastighetsbiler. Ut fra omfattende kostnads- og ytelseshensyn, øker OEM-ene ADAS-funksjonen og bruker fortsatt en distribuert arkitektur. Med økningen i lastehastighet øker også MCU-en til sensorinformasjonsbehandlingen tilsvarende.
2. På grunn av det økende antallet cockpitfunksjoner blir rollen til høyere nye energibrikker stadig viktigere, og den tilsvarende MCU-statusen har sunket.
Håndverk
Selve MCU-en har prioriterte krav til datakraft og ikke høye krav til avanserte prosesser. Samtidig begrenser den innebygde lagringen også forbedringen av MCU-prosessen. Bruk 28nm-prosessen med MCU-produkter. Spesifikasjonene i kjøretøyforskriftene er hovedsakelig 8-tommers wafere. Noen produsenter, spesielt IDM, har begynt å transplantere til en 12-tommers plattform.
De nåværende 28nm- og 40nm-prosessene er hovedstrømmen i markedet.
Typiske bedrifter i inn- og utland
Sammenlignet med forbruks- og industrikvalitets-MCU-er har MCU-er på bilnivå høyere krav når det gjelder driftsmiljø, pålitelighet og forsyningssyklus. I tillegg er det vanskelig å komme inn, så markedsstrukturen til MCU-er er generelt relativt konsentrert. I 2021 sto de fem største MCU-selskapene i verden for 82 %.
For tiden er landets MCU på bilnivå fortsatt i introduksjonsperioden, og forsyningskjeden har stort potensial for alternativer på land og innenlandsk nivå.
Publisert: 08.07.2023
