Një automjet tradicional me karburant kërkon rreth 500 deri në 600 çipa, dhe rreth 1,000 makina të përziera me motor të lehtë, hibride plug-in dhe automjete tërësisht elektrike kërkojnë të paktën 2,000 çipa.
Kjo do të thotë që në procesin e zhvillimit të shpejtë të automjeteve elektrike inteligjente, jo vetëm që kërkesa për çipa me proces të përparuar ka vazhduar të rritet, por edhe kërkesa për çipa tradicionalë do të vazhdojë të rritet. Ky është MCU. Përveç rritjes së numrit të biçikletave, kontrolluesi i domenit sjell gjithashtu kërkesë të re për MCU me siguri të lartë, besueshmëri të lartë dhe fuqi të lartë llogaritëse.
MCU, Njësia e Mikrokontrolluesit, e njohur si mikrokompjuter/mikrokontrollues/mikrokompjuter me një çip të vetëm, integron CPU-në, memorien dhe funksionet periferike në një çip të vetëm për të formuar një kompjuter në nivel çipi me funksion kontrolli. Përdoret kryesisht për të arritur përpunimin dhe kontrollin e sinjalit. Bërthama e sistemit inteligjent të kontrollit.
MCU-të dhe elektronika e automobilave, industria, kompjuterët dhe rrjetet, elektronika e konsumatorit, pajisjet shtëpiake dhe Interneti i Gjërave janë të lidhura ngushtë me jetën tonë. Elektronika e makinave është tregu më i madh në elektronikën e automobilave, dhe elektronet e makinave përbëjnë 33% në nivel global.
Struktura e MCU-së
Njësia mikrokontrolluese (MCU) përbëhet kryesisht nga një CPU e procesorit qendror, memoria (ROM dhe RAM), ndërfaqja hyrëse dhe dalëse I/O, porta seriale, numëruesi, etj.
CPUNjësia Qendrore e Përpunimit, një procesor qendror, është komponenti kryesor brenda mikrokontrollorit (MCU). Komponentët përbërës mund të kryejnë operacionin logjik aritmetik të të dhënave, përpunimin e variablave bit dhe operacionin e transmetimit të të dhënave. Pjesët e kontrollit koordinojnë punën në përputhje me një kohë të caktuar në mënyrë sekuenciale për të analizuar dhe ekzekutuar udhëzimet.
ROMMemoria vetëm për lexim është një memorie programi që përdoret për të ruajtur programet e shkruara nga prodhuesit. Informacioni lexohet në mënyrë jo-shkatërruese. Thelbi
RAMMemoria me Qasje të Rastësishme (Rast Access Memory), është një memorie të dhënash që shkëmben të dhëna drejtpërdrejt me CPU-në, dhe të dhënat nuk mund të mirëmbahen pasi të ndërpritet energjia. Programi mund të shkruhet dhe lexohet në çdo kohë gjatë ekzekutimit, i cili përdoret përgjithësisht si një medium i përkohshëm i ruajtjes së të dhënave për sistemet operative ose programe të tjera që ekzekutohen.
Marrëdhënia midis CPU-së dhe MCU-së:
CPU është thelbi i kontrollit operacional. Përveç CPU-së, MCU përmban edhe ROM ose RAM, i cili është një çip në nivel çipi. Çipat më të zakonshëm janë SOC (System On Chip), të cilët quhen çipa në nivel sistemi që mund të ruajnë dhe ekzekutojnë kod në nivel sistemi, të ekzekutojnë QNX, Linux dhe sisteme të tjera operative, duke përfshirë njësi të shumëfishta procesori (CPU+GPU+DSP+NPU+njësi ruajtjeje+ndërfaqeje).
Shifrat e MCU-së
Numri i referohet gjerësisë së mikrokontrollorit (MCU) që përpunon të dhëna. Sa më i lartë numri i shifrave, aq më i fortë është kapaciteti i përpunimit të të dhënave i mikrokontrollorit (MCU). Aktualisht, më të rëndësishmet janë 8, 16 dhe 32 shifra, nga të cilat 32 bit përbëjnë pjesën më të madhe dhe po rriten me shpejtësi.
Në aplikimet e elektronikës automobilistike, kostoja e një mikrokontrollori 8-bitësh është e ulët dhe e lehtë për t’u zhvilluar. Aktualisht, përdoret kryesisht për kontroll relativisht të thjeshtë, siç janë ndriçimi, uji i shiut, dritaret, sediljet dhe dyert. Megjithatë, për aspekte më të ndërlikuara, siç janë ekrani i instrumenteve, sistemet e informacionit për argëtimin e automjeteve, sistemet e kontrollit të fuqisë, shasia, sistemet e asistencës për drejtimin e makinës, etj., kryesisht 32-bitësh dhe evolucioni i përsëritur i elektrifikimit të automobilave, inteligjencës dhe rrjetëzimit. Kërkesat për fuqi llogaritëse për mikrokontrollorin (MCU) po bëhen gjithnjë e më të larta.
Autentifikimi i makinës MCU
Përpara se furnizuesi i MCU-së të hyjë në sistemin e zinxhirit të furnizimit OEM, në përgjithësi është e nevojshme të plotësohen tre certifikime kryesore: faza e projektimit duhet të ndjekë standardin e sigurisë funksionale ISO 26262, faza e rrjedhjes dhe paketimit duhet të ndjekë AEC-Q001 ~ 004 dhe IATF16949, si dhe gjatë fazës së testimit të certifikimit duhet të ndiqni AEC-Q100/Q104.
Midis tyre, ISO 26262 përcakton katër nivelet e sigurisë së ASIL, nga i ulëti në të lartë, A, B, C dhe D; AEC-Q100 ndahet në katër nivele besueshmërie, nga i ulëti në të lartë, përkatësisht 3, 2, 1 dhe 0, 3, 2, 1 dhe 0. Thelbi: Certifikimi i serisë AEC-Q100 zakonisht zgjat 1-2 vjet, ndërsa certifikimi ISO 26262 është më i vështirë dhe cikli është më i gjatë.
Zbatimi i MCU-së në industrinë e automjeteve elektrike inteligjente
Zbatimi i MCU-së në industrinë e automobilave është shumë i gjerë. Për shembull, tabela e përparme është aplikimi që nga aksesorët e karrocerisë, sistemet e fuqisë, shasia, informacioni i automjeteve, argëtimi dhe drejtimi inteligjent. Me ardhjen e epokës së automjeteve elektrike inteligjente, kërkesa e njerëzve për produktet MCU do të jetë edhe më e fortë.
Elektrizimi:
1. Sistemi i menaxhimit të baterisë BMSBMS duhet të kontrollojë karikimin dhe shkarkimin, temperaturën dhe balancimin e baterisë. Bordi kryesor i kontrollit kërkon një MCU, dhe çdo konsolë vartëse kërkon gjithashtu një MCU;
2.Kontrolluesi i automjetit VCUMenaxhimi i energjisë së automjeteve elektrike duhet të rrisë kontrolluesin e automjetit, dhe në të njëjtën kohë është i pajisur me mikrokontrollues të nivelit të lartë 32-bit, të cilët janë të ndryshëm nga planet e secilës fabrikë;
3.Kontrolluesi i motorrit/kontrolluesi i kutisë së shpejtësisë: zëvendësim standard, kontrollues motori për automjetin me vaj alternativ MCU të kontrollit të inverterit të automjetit elektrik. Për shkak të shpejtësisë së lartë të motorit, reduktori duhet të ngadalësohet. Kontrolluesi i kutisë së shpejtësisë.
Inteligjenca:
1. Aktualisht, tregu vendas i automobilave është ende në fazën e depërtimit të shpejtësisë së lartë L2. Duke marrë parasysh koston dhe performancën gjithëpërfshirëse, prodhuesi origjinal rrit funksionin ADAS dhe vazhdon të përdorë një arkitekturë të shpërndarë. Me rritjen e shkallës së ngarkimit, edhe MCU e përpunimit të informacionit të sensorit rritet në përputhje me rrethanat.
2. Për shkak të numrit në rritje të funksioneve të kabinës, roli i çipave me energji të lartë po bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm, dhe statusi përkatës i MCU-së ka rënë.
Artizanat
Vetë MCU ka kërkesa prioritare për fuqinë llogaritëse dhe nuk ka kërkesa të larta për procese të avancuara. Në të njëjtën kohë, edhe memoria e saj e integruar kufizon përmirësimin e procesit MCU. Përdorni procesin 28nm me produktet MCU. Specifikimet e rregulloreve të automjeteve janë kryesisht pllaka 8 inç. Disa prodhues, veçanërisht IDM, kanë filluar të transplantohen në një platformë 12 inç.
Proceset aktuale 28nm dhe 40nm janë rrjedha kryesore e tregut.
Ndërmarrjet tipike brenda dhe jashtë vendit
Krahasuar me MCU-të e konsumit dhe të gradës industriale, MCU-të e nivelit të makinave kanë kërkesa më të larta për sa i përket mjedisit operativ, besueshmërisë dhe ciklit të furnizimit. Përveç kësaj, është e vështirë të hysh në të, kështu që struktura e tregut të MCU-ve është relativisht e përqendruar në përgjithësi. Në vitin 2021, pesë kompanitë kryesore të MCU-ve në botë përbënin 82%.
Aktualisht, MCU-ja e nivelit të makinave në vendin tim është ende në periudhën e prezantimit dhe zinxhiri i furnizimit ka potencial të madh për alternativizim të tokës dhe të brendshme.
Koha e postimit: 08 korrik 2023
