شانه زدن دانش MCU در سطح موتور

یک وسیله نقلیه سوخت سنتی به حدود 500 تا 600 تراشه نیاز دارد و حدود 1000 خودروی سبک مخلوط، خودروهای هیبریدی پلاگین و خودروهای الکتریکی خالص به حداقل 2000 تراشه نیاز دارند.

این بدان معناست که در روند توسعه سریع وسایل نقلیه الکتریکی هوشمند، نه تنها تقاضا برای تراشه های فرآیندی پیشرفته افزایش یافته است، بلکه تقاضا برای تراشه های سنتی نیز افزایش خواهد یافت.این MCU است.علاوه بر افزایش تعداد دوچرخه ها، کنترل کننده دامنه همچنین تقاضای جدیدی را برای امنیت بالا، قابلیت اطمینان بالا و قدرت محاسباتی بالا MCU به ارمغان می آورد.

MCU، MicroController Unit که به عنوان میکرو کامپیوتر تک تراشه/ میکروکنترلر/ میکرو کامپیوتر تک تراشه شناخته می شود، CPU، حافظه و عملکردهای جانبی را روی یک تراشه واحد ادغام می کند تا یک کامپیوتر در سطح تراشه با عملکرد کنترل را تشکیل دهد.عمدتاً برای دستیابی به پردازش و کنترل سیگنال استفاده می شود.هسته اصلی سیستم کنترل هوشمند.

MCU و الکترونیک خودرو، صنعت، کامپیوتر و شبکه، لوازم الکترونیکی مصرفی، لوازم خانگی و اینترنت اشیا ارتباط نزدیکی با زندگی ما دارند.الکترونیک خودرو بزرگترین بازار الکترونیک خودرو است و الکترون خودرو در سطح جهان 33 درصد را تشکیل می دهد.

ساختار MCU

MCU عمدتاً از CPU پردازنده مرکزی، حافظه (ROM و RAM)، رابط ورودی و خروجی I/O، پورت سریال، شمارنده و غیره تشکیل شده است.

CPU: واحد پردازش مرکزی، یک پردازنده مرکزی، جزء اصلی داخل MCU است.اجزای مؤلفه می توانند عملیات منطقی محاسباتی داده، پردازش متغیر بیت و عملیات انتقال داده را کامل کنند.بخش های کنترلی کار را مطابق با زمان معینی به صورت متوالی برای تجزیه و تحلیل و اجرای دستورالعمل ها هماهنگ می کنند.

رام: حافظه فقط خواندنی یک حافظه برنامه است که برای ذخیره برنامه های نوشته شده توسط سازندگان استفاده می شود.اطلاعات به صورت غیر مخرب خوانده می شود.ذات

رم: حافظه دسترسی تصادفی، حافظه داده ای است که به طور مستقیم داده ها را با CPU رد و بدل می کند و پس از قطع برق نمی توان اطلاعات را حفظ کرد.این برنامه را می توان در هر زمانی که در حال اجرا بود نوشت و خواند، که عموماً به عنوان یک رسانه ذخیره موقت داده برای سیستم عامل ها یا سایر برنامه های در حال اجرا استفاده می شود.

رابطه بین CPU و MCU: 

CPU هسته اصلی کنترل عملیاتی است.علاوه بر CPU، MCU همچنین حاوی ROM یا RAM است که یک تراشه در سطح تراشه است.رایج‌ترین آنها SOC (سیستم روی تراشه) هستند که به تراشه‌های سطح سیستم گفته می‌شوند که می‌توانند کدهای سطح سیستم را ذخیره و اجرا کنند، QNX، لینوکس و سایر سیستم‌عامل‌ها، از جمله چندین واحد پردازنده (CPU+GPU+DSP+NPU+storage) را اجرا کنند. + واحد رابط).

ارقام MCU

این عدد به عرض MCU هر داده پردازشی اشاره دارد.هرچه تعداد ارقام بیشتر باشد، ظرفیت پردازش داده های MCU قوی تر است.در حال حاضر مهمترین رقم 8، 16 و 32 رقم است که 32 بیت بیشترین تعداد را به خود اختصاص داده و به سرعت رشد می کنند.

در کاربردهای الکترونیک خودرو، هزینه MCU 8 بیتی کم است و توسعه آن آسان است.در حال حاضر بیشتر برای کنترل های نسبتاً ساده مانند روشنایی، آب باران، پنجره ها، صندلی ها و درها استفاده می شود.با این حال، برای جنبه‌های پیچیده‌تر، مانند نمایشگر ابزار، سیستم‌های اطلاعات سرگرمی خودرو، سیستم‌های کنترل قدرت، شاسی، سیستم‌های کمک رانندگی، و غیره، عمدتاً 32 بیتی، و تکامل تکراری برق‌سازی، هوشمندی و شبکه‌سازی خودرو، قدرت محاسباتی الزامات برای MCU نیز بیشتر و بیشتر می شود.

احراز هویت خودرو MCU

قبل از اینکه تامین کننده MCU وارد سیستم زنجیره تامین OEM شود، به طور کلی لازم است که سه گواهینامه اصلی تکمیل شود: مرحله طراحی باید از استاندارد امنیتی عملکردی ISO 26262 پیروی کند، مرحله جریان و بسته بندی باید از AEC-Q001 ~ 004 و IATF16949 پیروی کند. همچنین در مرحله آزمایش گواهینامه AEC-Q100/Q104 را دنبال کنید.

در میان آنها، ISO 26262 چهار سطح امنیتی ASIL، از پایین به بالا، A، B، C و D را تعریف می کند.AEC-Q100 به چهار سطح قابلیت اطمینان تقسیم می شود، از پایین به بالا، 3، 2، 1، و 0، به ترتیب، 3، 2، 1، و 0 Essence گواهینامه سری AEC-Q100 معمولاً 1-2 سال طول می کشد، در حالی که صدور گواهینامه ISO 26262 دشوارتر است و چرخه طولانی تر است.

کاربرد MCU در صنعت خودروهای الکتریکی هوشمند

کاربرد MCU در صنعت خودرو بسیار گسترده است.به عنوان مثال، میز جلو برنامه ای از لوازم جانبی بدن، سیستم های قدرت، شاسی، سرگرمی اطلاعات خودرو و رانندگی هوشمند است.با ظهور عصر وسایل نقلیه الکتریکی هوشمند، تقاضای مردم برای محصولات MCU حتی بیشتر خواهد شد.

برق رسانی: 

1. سیستم مدیریت باتری BMS: BMS نیاز به کنترل شارژ و دشارژ، دما و تعادل باتری دارد.برد کنترل اصلی به یک MCU نیاز دارد و هر کنسول Slave نیز به یک MCU نیاز دارد.

2.VCU کنترل کننده خودرو: مدیریت انرژی خودروی الکتریکی نیاز به افزایش کنترلر خودرو دارد و در عین حال مجهز به MCU های 32 بیتی پیشرفته است که با برنامه های هر کارخانه متفاوت است.

3.کنترلر موتور/کنترل گیربکس: تعویض انبار، کنترل اینورتر خودروی برقی، کنترل کننده موتور جایگزین روغن خودرو MCU.به دلیل سرعت بالای موتور، کاهنده نیاز به کاهش سرعت دارد.کنترل کننده گیربکس.

هوش: 

1. در حال حاضر، بازار خودروهای داخلی هنوز در مرحله نفوذ پرسرعت L2 است.با توجه به ملاحظات جامع هزینه و عملکرد، OEM عملکرد ADAS را افزایش می دهد و همچنان یک معماری توزیع شده را اتخاذ می کند.با افزایش نرخ بارگذاری، MCU پردازش اطلاعات حسگر نیز بر این اساس افزایش می یابد.

2. با توجه به افزایش تعداد عملکردهای کابین خلبان، نقش تراشه های انرژی جدید بیشتر و بیشتر مهم می شود و وضعیت MCU مربوطه کاهش یافته است.

مهارت 

MCU خود دارای الزامات اولویت برای قدرت محاسباتی است و نیازهای بالایی برای فرآیندهای پیشرفته ندارد.در عین حال، خود ذخیره سازی تعبیه شده آن نیز بهبود فرآیند MCU را محدود می کند.از فرآیند 28 نانومتری با محصولات MCU استفاده کنید.مشخصات آیین نامه خودرو عمدتاً ویفرهای 8 اینچی است.برخی از تولید کنندگان، به ویژه IDM، شروع به پیوند روی یک پلت فرم 12 اینچی کرده اند.

فرآیندهای 28 نانومتری و 40 نانومتری فعلی جریان اصلی بازار هستند.

شرکت های معمولی در داخل و خارج از کشور

در مقایسه با MCU های مصرفی و صنعتی، MCU سطح خودرو از نظر محیط عملیاتی، قابلیت اطمینان و چرخه تامین نیازهای بالاتری دارد.علاوه بر این، ورود به آن دشوار است، بنابراین ساختار بازار MCU به طور کلی نسبتاً متمرکز است.در سال 2021، پنج شرکت برتر MCU در جهان 82٪ را به خود اختصاص دادند.

در حال حاضر، MCU در سطح خودرو کشور من هنوز در دوره معرفی است و زنجیره تامین پتانسیل زیادی برای جایگزینی زمین و داخلی دارد.