Um veículo a combustível tradicional requer cerca de 500 a 600 chips, e cerca de 1.000 carros mistos leves, híbridos plug-in e veículos elétricos puros requerem pelo menos 2.000 chips.
Isto significa que no processo de rápido desenvolvimento de veículos eléctricos inteligentes, não só a procura de chips de processo avançados continuou a aumentar, mas também a procura de chips tradicionais continuará a aumentar.Este é o MCU.Além do aumento no número de bicicletas, o controlador de domínio também traz uma nova demanda por MCU de alta segurança, alta confiabilidade e alto poder de computação.
MCU, unidade de microcontrolador, conhecida como microcomputador/microcontrolador/microcomputador de chip único, integra a CPU, a memória e as funções periféricas em um único chip para formar um computador de nível de chip com função de controle.É usado principalmente para obter processamento e controle de sinal.O núcleo do sistema de controle inteligente.
MCUs e eletrônicos automotivos, indústria, computadores e redes, eletrônicos de consumo, eletrodomésticos e a Internet das Coisas estão intimamente relacionados às nossas vidas.A Eletrônica Automotiva é o maior mercado de eletrônica automotiva, e os elétrons automotivos representam 33% globalmente.
Estrutura do MCU
MCU é composto principalmente de CPU de processador central, memória (ROM e RAM), interface de E/S de entrada e saída, porta serial, contador, etc.
CPU: Unidade Central de Processamento, um processador central, é o componente principal do MCU.Os componentes componentes podem completar a operação lógica aritmética de dados, processamento de variáveis de bits e operação de transmissão de dados.As partes de controle coordenam o trabalho de acordo com um determinado tempo sequencialmente para analisar e executar as instruções.
ROM: Memória somente leitura é uma memória de programa usada para armazenar programas escritos por fabricantes.A informação é lida de forma não destrutiva.Essência
BATER: Memória de acesso aleatório, é uma memória de dados que troca dados diretamente com a CPU, e os dados não podem ser mantidos após a queda de energia.O programa pode ser escrito e lido a qualquer momento durante a execução, o que geralmente é usado como meio de armazenamento temporário de dados para sistemas operacionais ou outros programas em execução.
A relação entre CPU e MCU:
A CPU é o núcleo do controle operacional.Além da CPU, o MCU também contém ROM ou RAM, que é um chip no nível do chip.Os mais comuns são SOC (System On Chip), que são chamados de chips de nível de sistema que podem armazenar e executar código de nível de sistema, executar QNX, Linux e outros sistemas operacionais, incluindo múltiplas unidades de processador (CPU + GPU + DSP + NPU + armazenamento +unidade de interface).
Dígitos MCU
O número refere-se à largura do MCU de cada processamento de dados.Quanto maior o número de dígitos, maior será a capacidade de processamento de dados do MCU.Atualmente, o mais importante são 8, 16 e 32 dígitos, dos quais 32 bits representam a maior parte e crescem rapidamente.
Em aplicações eletrônicas automotivas, o custo do MCU de 8 bits é baixo e fácil de desenvolver.Atualmente, é usado principalmente para controle relativamente simples, como iluminação, água da chuva, janelas, assentos e portas.No entanto, para aspectos mais complicados, como exibição de instrumentos, sistemas de informação de entretenimento de veículos, sistemas de controle de potência, chassis, sistemas de assistência à direção, etc., principalmente 32 bits, e evolução de iteração de eletrificação automotiva, inteligência e rede, o poder de computação os requisitos para MCU também estão ficando cada vez mais altos.
Autenticação de carro MCU
Antes de o fornecedor MCU entrar no sistema de cadeia de suprimentos OEM, geralmente é necessário concluir três certificações principais: a etapa de projeto deve seguir o padrão de segurança funcional ISO 26262, a etapa de fluxo e embalagem deve seguir o AEC-Q001 ~ 004 e IATF16949, como bem como durante a fase de teste de certificação Siga AEC-Q100/Q104.
Entre eles, a ISO 26262 define os quatro níveis de segurança do ASIL, de baixo a alto, A, B, C e D;O AEC-Q100 é dividido em quatro níveis de confiabilidade, de baixo a alto, 3, 2, 1 e 0, respectivamente, 3, 2, 1 e 0 Essência A certificação da série AEC-Q100 geralmente leva de 1 a 2 anos, enquanto o A certificação ISO 26262 é mais difícil e o ciclo é mais longo.
A aplicação do MCU na indústria de veículos elétricos inteligentes
A aplicação do MCU na indústria automotiva é muito ampla.Por exemplo, a mesa frontal é a aplicação de acessórios de carroceria, sistemas de energia, chassis, entretenimento de informações de veículos e direção inteligente.Com o advento da era dos veículos elétricos inteligentes, a demanda das pessoas por produtos MCU será ainda mais forte.
Eletricização:
1. Sistema de gerenciamento de bateria BMS: O BMS precisa controlar a carga e descarga, a temperatura e o equilíbrio da bateria.A placa de controle principal requer um MCU e cada console escravo também requer um MCU;
2.Controlador de veículo VCU: O gerenciamento de energia do veículo elétrico precisa aumentar o controlador do veículo e, ao mesmo tempo, está equipado com MCUs de última geração de 32 bits, diferentes dos planos de cada fábrica;
3.Controlador do motor/controlador da caixa de velocidades: substituição de estoque, controle de inversor de veículo elétrico MCU controlador de motor de veículo de óleo alternativo.Devido à alta velocidade do motor, o redutor precisa ser desacelerado.O controlador da caixa de velocidades.
Inteligência:
1. Atualmente, o mercado automobilístico nacional ainda está na fase de penetração de alta velocidade L2.A partir das considerações abrangentes de custo e desempenho, o OEM aumenta a função ADAS e ainda adota uma arquitetura distribuída.Com o aumento na taxa de carregamento, o MCU do processamento das informações do sensor também aumenta proporcionalmente.
2. Devido ao número crescente de funções do cockpit, o papel dos novos chips de maior energia está se tornando cada vez mais importante, e o status correspondente do MCU diminuiu.
Arte
O próprio MCU tem requisitos prioritários de poder de computação e não possui requisitos elevados para processos avançados.Ao mesmo tempo, seu próprio armazenamento integrado também limita a melhoria do processo MCU.Use o processo de 28 nm com produtos MCU.As especificações dos regulamentos do veículo são principalmente wafers de 8 polegadas.Alguns fabricantes, especialmente IDM, começaram a transplantá-los para plataformas de 12 polegadas.
Os atuais processos de 28 nm e 40 nm são os principais do mercado.
Empresas típicas no país e no exterior
Comparado com MCUs de consumo e de nível industrial, o MCU de nível automotivo tem requisitos mais elevados em termos de ambiente operacional, confiabilidade e ciclo de fornecimento.Além disso, é difícil entrar, por isso a estrutura de mercado do MCU é relativamente concentrada em geral.Em 2021, as cinco principais empresas MCU do mundo representavam 82%.
Atualmente, o MCU de nível automotivo do meu país ainda está no período de introdução e a cadeia de abastecimento tem grande potencial para alternativa terrestre e doméstica.
Horário da postagem: 08/07/2023