Prezantimi i çipit të klasës së kontrollit
Çipi i kontrollit i referohet kryesisht MCU-së (Njësia e Mikrokontrolluesit), domethënë mikrokontrolluesit, i njohur edhe si çip i vetëm, që shërben për të zvogëluar frekuencën dhe specifikimet e CPU-së në mënyrë të përshtatshme, dhe memorien, kohëmatësin, konvertimin A/D, orën, portën I/O dhe komunikimin serial, si dhe module e ndërfaqe të tjera funksionale të integruara në një çip të vetëm. Duke realizuar funksionin e kontrollit terminal, ai ka avantazhet e performancës së lartë, konsumit të ulët të energjisë, programueshmërisë dhe fleksibilitetit të lartë.
Diagrami MCU i nivelit të matësit të automjetit
Automobila është një fushë shumë e rëndësishme aplikimi e MCU-së. Sipas të dhënave të IC Insights, në vitin 2019, aplikimi global i MCU-së në elektronikën e automobilave përbënte rreth 33%. Numri i MCUS-ve të përdorura nga secila makinë në modelet e nivelit të lartë është afër 100, nga kompjuterët e drejtimit, instrumentet LCD, te motorët, shasia, komponentët e mëdhenj dhe të vegjël në makinë që kanë nevojë për kontroll nga MCU.
Në fillim, MCUS-të 8-bit dhe 16-bit përdoreshin kryesisht në automobila, por me përmirësimin e vazhdueshëm të elektronizimit dhe inteligjencës së automobilave, numri dhe cilësia e MCUS-ve të kërkuara po rriten gjithashtu. Aktualisht, përqindja e MCUS-ve 32-bit në MCUS-të e automobilave ka arritur në rreth 60%, nga të cilat bërthama e serisë Cortex e ARM-së, për shkak të kostos së ulët dhe kontrollit të shkëlqyer të fuqisë, është zgjedhja kryesore e prodhuesve të MCU-ve të automobilave.
Parametrat kryesorë të mikrokontrollorit (MCU) të automobilave përfshijnë tensionin operativ, frekuencën operative, kapacitetin e memories flash dhe RAM, modulin e kohëmatësit dhe numrin e kanalit, modulin ADC dhe numrin e kanalit, llojin dhe numrin e ndërfaqes së komunikimit serial, numrin e portit hyrës/dalës hyrës dhe dalës, temperaturën e funksionimit, formën e paketimit dhe nivelin e sigurisë funksionale.
I ndarë sipas bitëve të CPU-së, MCUS-i automobilistik mund të ndahet kryesisht në 8 bit, 16 bit dhe 32 bit. Me përmirësimin e procesit, kostoja e MCUS-it 32-bit vazhdon të bjerë dhe tani është bërë rrjedha kryesore, dhe po zëvendëson gradualisht aplikacionet dhe tregjet e dominuara nga MCUS 8/16-bit në të kaluarën.
Nëse ndahet sipas fushës së aplikimit, njësia mikrokontrolluese e automobilave mund të ndahet në domenin e karrocerisë, domenin e fuqisë, domenin e shasisë, domenin e kabinës së pilotit dhe domenin e drejtimit inteligjent. Për domenin e kabinës së pilotit dhe domenin e drejtimit inteligjent, njësia mikrokontrolluese duhet të ketë fuqi të lartë llogaritëse dhe ndërfaqe komunikimi të jashtme me shpejtësi të lartë, siç janë CAN FD dhe Ethernet. Domeni i karrocerisë gjithashtu kërkon një numër të madh ndërfaqesh komunikimi të jashtme, por kërkesat për fuqi llogaritëse të njësisë mikrokontrolluese janë relativisht të ulëta, ndërsa domeni i fuqisë dhe domeni i shasisë kërkojnë temperaturë më të lartë operimi dhe nivele më të larta sigurie funksionale.
Çipi i kontrollit të domenit të shasisë
Domeni i shasisë lidhet me drejtimin e automjetit dhe përbëhet nga sistemi i transmisionit, sistemi i drejtimit, sistemi i drejtimit dhe sistemi i frenimit. Ai përbëhet nga pesë nënsisteme, përkatësisht drejtimi, frenimi, ndërrimi i marsheve, gazi dhe sistemi i pezullimit. Me zhvillimin e inteligjencës automobilistike, njohja e perceptimit, planifikimi i vendimeve dhe ekzekutimi i kontrollit të automjeteve inteligjente janë sistemet thelbësore të fushës së shasisë. Sistemi i drejtimit me tela dhe sistemi i drejtimit me tela janë komponentët kryesorë për qëllimin ekzekutiv të drejtimit automatik.
(1) Kërkesat e punës
ECU-ja e domenit të shasisë përdor një platformë sigurie funksionale me performancë të lartë dhe të shkallëzueshme dhe mbështet grupimin e sensorëve dhe sensorët inercialë me shumë boshte. Bazuar në këtë skenar aplikimi, propozohen kërkesat e mëposhtme për MCU-në e domenit të shasisë:
· Kërkesa për frekuencë të lartë dhe fuqi të lartë llogaritëse, frekuenca kryesore nuk është më pak se 200MHz dhe fuqia llogaritëse nuk është më pak se 300DMIPS
· Hapësira e ruajtjes së Flash-it nuk është më pak se 2MB, me ndarje fizike të kodit Flash dhe të dhënave Flash;
· RAM jo më pak se 512 KB;
· Kërkesa të larta për nivel sigurie funksionale, mund të arrijnë nivelin ASIL-D;
· Mbështet ADC me precizion 12-bit;
· Mbështet kohëmatësin me saktësi të lartë 32-bit dhe sinkronizim të lartë;
· Mbështet CAN-FD me shumë kanale;
· Mbështet jo më pak se 100M Ethernet;
· Besueshmëria jo më e ulët se AEC-Q100 Grade1;
· Mbështet përditësimin online (OTA);
· Mbështet funksionin e verifikimit të firmware-it (algoritmi sekret kombëtar);
(2) Kërkesat e performancës
· Pjesa e bërthamës:
I. Frekuenca e bërthamës: domethënë, frekuenca e orës kur bërthama është në punë, e cila përdoret për të përfaqësuar shpejtësinë e lëkundjes së sinjalit të pulsit dixhital të bërthamës, dhe frekuenca kryesore nuk mund të përfaqësojë drejtpërdrejt shpejtësinë e llogaritjes së bërthamës. Shpejtësia e funksionimit të bërthamës lidhet gjithashtu me tubacionin e bërthamës, memorjen e përkohshme, setin e udhëzimeve, etj.
II. Fuqia llogaritëse: DMIPS zakonisht mund të përdoret për vlerësim. DMIPS është një njësi që mat performancën relative të programit të integruar të pikës referuese të MCU-së kur ai testohet.
· Parametrat e memories:
I. Memoria e kodit: memoria e përdorur për të ruajtur kodin;
II. Memoria e të dhënave: memoria e përdorur për të ruajtur të dhënat;
III.RAM: Memorie e përdorur për të ruajtur të dhëna dhe kod të përkohshëm.
· Autobus komunikimi: duke përfshirë autobusin special të automobilave dhe autobusin konvencional të komunikimit;
· Pajisje periferike me precizion të lartë;
· Temperatura e funksionimit;
(3) Model industrial
Meqenëse arkitektura elektrike dhe elektronike e përdorur nga prodhues të ndryshëm të automjeteve do të ndryshojë, kërkesat e komponentëve për fushën e shasisë do të ndryshojnë. Për shkak të konfigurimit të ndryshëm të modeleve të ndryshme të së njëjtës fabrikë makinash, përzgjedhja ECU e zonës së shasisë do të jetë e ndryshme. Këto dallime do të rezultojnë në kërkesa të ndryshme të MCU për fushën e shasisë. Për shembull, Honda Accord përdor tre çipa MCU të fushës së shasisë, dhe Audi Q7 përdor rreth 11 çipa MCU të fushës së shasisë. Në vitin 2021, prodhimi i makinave të pasagjerëve të markave kineze është rreth 10 milionë, nga të cilat kërkesa mesatare për MCUS të fushës së shasisë së biçikletave është 5, dhe tregu total ka arritur në rreth 50 milionë. Furnizuesit kryesorë të MCUS në të gjithë fushën e shasisë janë Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI dhe ST. Këta pesë shitës ndërkombëtarë gjysmëpërçues përbëjnë më shumë se 99% të tregut për MCUS të fushës së shasisë.
(4) Barrierat e industrisë
Nga pikëpamja kryesore teknike, komponentët e shasisë si EPS, EPB, ESC janë të lidhur ngushtë me sigurinë e jetës së shoferit, kështu që niveli i sigurisë funksionale të MCU-së së shasisë është shumë i lartë, në thelb kërkesat e nivelit ASIL-D. Ky nivel sigurie funksionale i MCU-së është bosh në Kinë. Përveç nivelit të sigurisë funksionale, skenarët e aplikimit të komponentëve të shasisë kanë kërkesa shumë të larta për frekuencën e MCU-së, fuqinë llogaritëse, kapacitetin e memories, performancën periferike, saktësinë periferike dhe aspekte të tjera. MCU-ja e shasisë ka formuar një barrierë shumë të lartë industriale, e cila ka nevojë që prodhuesit vendas të MCU-së ta sfidojnë dhe ta thyejnë.
Sa i përket zinxhirit të furnizimit, për shkak të kërkesave për frekuencë të lartë dhe fuqi të lartë llogaritëse për çipin e kontrollit të komponentëve të domenit të shasisë, paraqiten kërkesa relativisht të larta për procesin dhe procesin e prodhimit të pllakave të montuara. Aktualisht, duket se kërkohet të paktën një proces 55 nm për të përmbushur kërkesat e frekuencës së MCU-së mbi 200 MHz. Në këtë drejtim, linja vendase e prodhimit të MCU-së nuk është e plotë dhe nuk ka arritur nivelin e prodhimit masiv. Prodhuesit ndërkombëtarë të gjysmëpërçuesve kanë adoptuar në thelb modelin IDM, për sa i përket shkritoreve të pllakave të montuara, aktualisht vetëm TSMC, UMC dhe GF kanë aftësitë përkatëse. Prodhuesit vendas të çipave janë të gjithë kompani Fabless, dhe ka sfida dhe rreziqe të caktuara në prodhimin e pllakave të montuara dhe sigurimin e kapacitetit.
Në skenarët bazë të informatikës, siç është drejtimi autonom, procesorët tradicionalë me qëllim të përgjithshëm janë të vështirë për t'u përshtatur me kërkesat e informatikës IA për shkak të efikasitetit të tyre të ulët të informatikës, dhe çipat IA si GPU, FPgas dhe ASics kanë performancë të shkëlqyer në skaje dhe cloud me karakteristikat e tyre dhe përdoren gjerësisht. Nga perspektiva e trendeve të teknologjisë, GPU do të jetë ende çipi dominues i IA-së në afat të shkurtër, dhe në afat të gjatë, ASIC është drejtimi përfundimtar. Nga perspektiva e trendeve të tregut, kërkesa globale për çipat IA do të ruajë një vrull të shpejtë rritjeje, dhe çipat cloud dhe edge kanë potencial më të madh rritjeje, dhe shkalla e rritjes së tregut pritet të jetë afër 50% në pesë vitet e ardhshme. Megjithëse themeli i teknologjisë vendase të çipave është i dobët, me uljen e shpejtë të aplikacioneve IA, vëllimi i shpejtë i kërkesës për çipa IA krijon mundësi për rritjen e teknologjisë dhe aftësive të ndërmarrjeve lokale të çipave. Drejtimi autonom ka kërkesa të rrepta për fuqinë llogaritëse, vonesën dhe besueshmërinë. Aktualisht, zgjidhjet GPU+FPGA përdoren kryesisht. Me stabilitetin e algoritmeve dhe të bazuara në të dhëna, ASics pritet të fitojnë hapësirë tregu.
Në çipin e CPU-së nevojitet shumë hapësirë për parashikimin dhe optimizimin e degëve, duke kursyer gjendje të ndryshme për të zvogëluar vonesën e ndërrimit të detyrave. Kjo gjithashtu e bën atë më të përshtatshëm për kontrollin logjik, funksionimin serial dhe funksionimin e të dhënave të tipit të përgjithshëm. Merrni GPU-në dhe CPU-në si shembull, krahasuar me CPU-në, GPU-ja përdor një numër të madh njësish llogaritëse dhe një tubacion të gjatë, vetëm një logjikë kontrolli shumë të thjeshtë dhe eliminon Cache-in. CPU-ja jo vetëm që zë shumë hapësirë nga Cache-i, por gjithashtu ka logjikë komplekse kontrolli dhe shumë qarqe optimizimi, krahasuar me fuqinë llogaritëse që është vetëm një pjesë e vogël.
Çipi i kontrollit të domenit të energjisë
Kontrolluesi i domenit të energjisë është një njësi inteligjente e menaxhimit të sistemit të fuqisë. Me CAN/FLEXRAY arrihet menaxhimi i transmisionit, menaxhimi i baterisë, monitorimi i rregullimit të alternatorit, i përdorur kryesisht për optimizimin dhe kontrollin e sistemit të fuqisë, ndërsa diagnostikimi inteligjent i defekteve elektrike siguron kursim inteligjent të energjisë, komunikim në autobus dhe funksione të tjera.
(1) Kërkesat e punës
MCU-ja e kontrollit të domenit të energjisë mund të mbështesë aplikacione të mëdha në energji, siç është BMS, me kërkesat e mëposhtme:
· Frekuencë kryesore e lartë, frekuenca kryesore 600MHz~800MHz
· RAM 4MB
· Kërkesa të larta për nivel sigurie funksionale, mund të arrijnë nivelin ASIL-D;
· Mbështet CAN-FD me shumë kanale;
· Mbështet Ethernet 2G;
· Besueshmëria jo më e ulët se AEC-Q100 Grade1;
· Mbështet funksionin e verifikimit të firmware-it (algoritmi sekret kombëtar);
(2) Kërkesat e performancës
Performancë e lartë: Produkti integron CPU-në me dy bërthama dhe hap bllokimi ARM Cortex R5 dhe 4MB SRAM në çip për të mbështetur kërkesat në rritje të fuqisë llogaritëse dhe memories së aplikacioneve automobilistike. CPU ARM Cortex-R5F deri në 800MHz. Siguri e lartë: Standardi i besueshmërisë së specifikimeve të automjetit AEC-Q100 arrin Gradën 1, dhe niveli i sigurisë funksionale ISO26262 arrin ASIL D. CPU-ja me hap bllokimi dy bërthamash mund të arrijë deri në 99% mbulim diagnostikues. Moduli i integruar i sigurisë së informacionit integron gjeneratorin e numrave të rastësishëm të vërtetë, AES, RSA, ECC, SHA dhe përshpejtues harduerësh që përputhen me standardet përkatëse të sigurisë shtetërore dhe të biznesit. Integrimi i këtyre funksioneve të sigurisë së informacionit mund të përmbushë nevojat e aplikacioneve të tilla si nisja e sigurt, komunikimi i sigurt, përditësimi dhe përmirësimi i sigurt i firmware-it.
Çip për kontrollin e zonës së trupit
Zona e karrocerisë është kryesisht përgjegjëse për kontrollin e funksioneve të ndryshme të saj. Me zhvillimin e automjeteve, kontrolluesi i zonës së karrocerisë është gjithashtu gjithnjë e më i përdorur. Për të ulur koston e kontrolluesit dhe për të zvogëluar peshën e automjetit, integrimi i tij kërkon që të gjitha pajisjet funksionale, nga pjesa e përparme, pjesa e mesme dhe pjesa e pasme e makinës, të tilla si drita e frenave të pasme, drita e pozicionit të pasme, kyçja e derës së pasme dhe madje edhe shufra me dy mbështetëse të integruara të bashkohen në një kontrollues të plotë.
Kontrolluesi i zonës së trupit në përgjithësi integron BCM, PEPS, TPMS, Gateway dhe funksione të tjera, por gjithashtu mund të zgjerojë rregullimin e sediljes, kontrollin e pasqyrës së pasme, kontrollin e ajrit të kondicionuar dhe funksione të tjera, menaxhim gjithëpërfshirës dhe të unifikuar të secilit aktuator, shpërndarje të arsyeshme dhe efektive të burimeve të sistemit. Funksionet e një kontrolluesi të zonës së trupit janë të shumta, siç tregohet më poshtë, por nuk kufizohen vetëm në ato të listuara këtu.
(1) Kërkesat e punës
Kërkesat kryesore të elektronikës së automobilave për çipat e kontrollit MCU janë stabiliteti, besueshmëria, siguria, karakteristikat teknike më të mira dhe karakteristikat e tjera, si dhe performanca më e lartë kompjuterike dhe kapaciteti i ruajtjes, si dhe kërkesat më të ulëta të indeksit të konsumit të energjisë. Kontrolluesi i zonës së karrocerisë ka kaluar gradualisht nga një vendosje funksionale e decentralizuar në një kontrollues të madh që integron të gjitha disqet bazë të elektronikës së karrocerisë, funksionet kryesore, dritat, dyert, dritaret, etj. Dizajni i sistemit të kontrollit të zonës së karrocerisë integron ndriçimin, larjen e fshirëseve, kontrollin qendror të bravave të dyerve, dritaret dhe kontrolle të tjera, çelësat inteligjentë PEPS, menaxhimin e energjisë, etj. Përveç portës CAN, CANFD dhe FLEXRAY të zgjerueshëm, rrjetin LIN, ndërfaqen Ethernet dhe teknologjinë e zhvillimit dhe projektimit të moduleve.
Në përgjithësi, kërkesat e punës së funksioneve të kontrollit të lartpërmendura për çipin kryesor të kontrollit të MCU-së në zonën e karrocerisë pasqyrohen kryesisht në aspektet e performancës së llogaritjes dhe përpunimit, integrimit funksional, ndërfaqes së komunikimit dhe besueshmërisë. Sa i përket kërkesave specifike, për shkak të ndryshimeve funksionale në skenarë të ndryshëm të aplikimit funksional në zonën e karrocerisë, siç janë dritaret elektrike, sediljet automatike, porta elektrike e bagazhit dhe aplikime të tjera të karrocerisë, ende ekzistojnë nevoja për kontroll motorik me efikasitet të lartë, aplikime të tilla të karrocerisë kërkojnë që MCU të integrojë algoritmin e kontrollit elektronik FOC dhe funksione të tjera. Përveç kësaj, skenarë të ndryshëm aplikimi në zonën e karrocerisë kanë kërkesa të ndryshme për konfigurimin e ndërfaqes së çipit. Prandaj, zakonisht është e nevojshme të zgjidhet MCU-ja e zonës së karrocerisë sipas kërkesave funksionale dhe të performancës së skenarit specifik të aplikimit, dhe mbi këtë bazë, të matet në mënyrë gjithëpërfshirëse kostoja e produktit, performanca, aftësia e furnizimit dhe shërbimi teknik dhe faktorë të tjerë.
(2) Kërkesat e performancës
Treguesit kryesorë të referencës së çipit MCU të kontrollit të zonës së trupit janë si më poshtë:
Performanca: ARM Cortex-M4F@ 144MHz, 180DMIPS, memorje e integruar instruksionesh Cache 8KB, mbështet ekzekutimin e njësisë së përshpejtimit të Flash-it me kohëzgjatje 0 pritje.
Memorie e enkriptuar me kapacitet të madh: deri në 512K Bytes eFlash, mbështet ruajtjen e enkriptuar, menaxhimin e ndarjeve dhe mbrojtjen e të dhënave, mbështet verifikimin ECC, 100,000 herë fshirjeje, 10 vjet ruajtje të të dhënave; 144K Bytes SRAM, mbështet paritetin e harduerit.
Ndërfaqe të integruara të pasura komunikimi: Mbështet ndërfaqe shumëkanalëshe GPIO, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP dhe të tjera.
Simulues i integruar me performancë të lartë: Mbështet ADC me shpejtësi të lartë 12bit 5Msps, amplifikator operacional i pavarur shinë-në-shinë, krahasues analog me shpejtësi të lartë, DAC 12bit 1Msps; Mbështet burim tensioni referues të pavarur të hyrjes së jashtme, buton prekjeje kapacitiv shumëkanalësh; Kontrollues DMA me shpejtësi të lartë.
Mbështet hyrjen e brendshme RC ose të orës kristalore të jashtme, rivendosje me besueshmëri të lartë.
Orë RTC në kohë reale me kalibrim të integruar, mbështet kalendarin e përhershëm të vitit të brishtë, ngjarjet e alarmit, zgjimin periodik.
Mbështet numëruesin e kohës me saktësi të lartë.
Karakteristikat e sigurisë në nivel hardueri: Motor përshpejtimi hardueri me algoritëm enkriptimi, që mbështet algoritmet AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5; Enkriptim i ruajtjes flash, menaxhim i ndarjeve me shumë përdorues (MMU), gjenerator numrash të rastësishëm të vërtetë TRNG, funksionim CRC16/32; Mbështet mbrojtje nga shkrimi (WRP), nivele mbrojtjeje nga leximi i shumëfishtë (RDP) (L0/L1/L2); Mbështet nisjen e sigurisë, shkarkimin e enkriptimit të programit, përditësimin e sigurisë.
Mbështet monitorimin e dështimit të orës dhe monitorimin kundër prishjes.
UID 96-bit dhe UCID 128-bit.
Mjedis pune shumë i besueshëm: 1.8V ~ 3.6V/-40℃ ~ 105℃.
(3) Model industrial
Sistemi elektronik i zonës së karrocerisë është në fazën e hershme të rritjes si për ndërmarrjet e huaja ashtu edhe për ato vendase. Ndërmarrjet e huaja në produkte të tilla si BCM, PEPS, dyer dhe dritare, kontrollues sediljesh dhe produkte të tjera me një funksion të vetëm kanë një akumulim të thellë teknik, ndërsa kompanitë e mëdha të huaja kanë një mbulim të gjerë të linjave të produkteve, duke hedhur themelet për to për të bërë produkte të integrimit të sistemit. Ndërmarrjet vendase kanë disa përparësi në aplikimin e karrocerisë së automjeteve me energji të re. Merrni BYD si shembull, në automjetin me energji të re të BYD, zona e karrocerisë ndahet në zonën e majtë dhe të djathtë, dhe produkti i integrimit të sistemit riorganizohet dhe përcaktohet. Megjithatë, për sa i përket çipave të kontrollit të zonës së karrocerisë, furnizuesi kryesor i MCU është ende Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST dhe prodhues të tjerë ndërkombëtarë të çipave, dhe prodhuesit vendas të çipave aktualisht kanë një pjesë të ulët të tregut.
(4) Barrierat e industrisë
Nga perspektiva e komunikimit, ekziston procesi i evolucionit të arkitekturës tradicionale - arkitekturës hibride - Platformës përfundimtare të Kompjuterit të Automjeteve. Ndryshimi në shpejtësinë e komunikimit, si dhe ulja e çmimit të fuqisë bazë llogaritëse me siguri të lartë funksionale është çelësi, dhe është e mundur që gradualisht të realizohet përputhshmëria e funksioneve të ndryshme në nivelin elektronik të kontrolluesit bazë në të ardhmen. Për shembull, kontrolluesi i zonës së karrocerisë mund të integrojë funksionet tradicionale BCM, PEPS dhe anti-pinch të valëzuara. Relativisht, barrierat teknike të çipit të kontrollit të zonës së karrocerisë janë më të ulëta se zona e fuqisë, zona e kabinës, etj., dhe çipet vendase pritet të marrin drejtimin në bërjen e një përparimi të madh në zonën e karrocerisë dhe gradualisht të realizojnë zëvendësimin vendas. Në vitet e fundit, MCU vendase në tregun e montimit përpara dhe prapa të zonës së karrocerisë ka pasur një vrull shumë të mirë zhvillimi.
Çipi i kontrollit të kabinës
Elektrifikimi, inteligjenca dhe rrjetëzimi kanë përshpejtuar zhvillimin e arkitekturës elektronike dhe elektrike të automobilave në drejtim të kontrollit të domenit, dhe kabina po zhvillohet gjithashtu me shpejtësi nga sistemi argëtues audio dhe video i automjetit në kabinën inteligjente. Kabina paraqitet me një ndërfaqe bashkëveprimi njeri-kompjuter, por qoftë sistemi i mëparshëm i infotainment apo kabina inteligjente aktuale, përveç që ka një SOC të fuqishëm me shpejtësi llogaritëse, ajo gjithashtu ka nevojë për një MCU me kohë reale të lartë për t'u marrë me bashkëveprimin e të dhënave me automjetin. Popullarizimi gradual i automjeteve të përcaktuara nga softueri, OTA dhe Autosar në kabinën inteligjente i bën kërkesat për burimet MCU në kabinë gjithnjë e më të larta. Reflektuar në mënyrë specifike në kërkesën në rritje për kapacitet FLASH dhe RAM, kërkesa për PIN Count është gjithashtu në rritje, funksionet më komplekse kërkojnë aftësi më të forta ekzekutimi të programit, por gjithashtu kanë një ndërfaqe më të pasur të autobusit.
(1) Kërkesat e punës
Njësia mikrokontrolluese (MCU) në zonën e kabinës realizon kryesisht menaxhimin e energjisë së sistemit, menaxhimin e kohës së ndezjes, menaxhimin e rrjetit, diagnostikimin, ndërveprimin me të dhënat e automjetit, menaxhimin e tastit, të dritës së pasme, menaxhimin e modulit audio DSP/FM, menaxhimin e kohës së sistemit dhe funksione të tjera.
Kërkesat për burimet e MCU-së:
· Frekuenca kryesore dhe fuqia llogaritëse kanë kërkesa të caktuara, frekuenca kryesore nuk është më pak se 100MHz dhe fuqia llogaritëse nuk është më pak se 200DMIPS;
· Hapësira e ruajtjes së Flash-it nuk është më pak se 1MB, me ndarje fizike të kodit Flash dhe të dhënave Flash;
· RAM jo më pak se 128KB;
· Kërkesa të larta për nivel sigurie funksionale, mund të arrijnë nivelin ASIL-B;
· Mbështet ADC me shumë kanale;
· Mbështet CAN-FD me shumë kanale;
· Rregullorja e automjetit Grada AEC-Q100 Grada 1;
· Mbështet përditësimin online (OTA), mbështetje për Flash me dy banka;
· Motori i enkriptimit të informacionit me nivel të dritës SHE/HSM dhe më lart është i nevojshëm për të mbështetur nisjen e sigurt;
· Numri i PIN-eve nuk është më pak se 100 PIN;
(2) Kërkesat e performancës
IO mbështet furnizim me energji me tension të gjerë (5.5v~2.7v), porta IO mbështet përdorimin e mbitensionit;
Shumë sinjale hyrëse luhaten sipas tensionit të baterisë së furnizimit me energji dhe mund të ndodhë mbitensioni. Mbintensioni mund të përmirësojë stabilitetin dhe besueshmërinë e sistemit.
Jeta e kujtesës:
Cikli jetësor i makinës është më shumë se 10 vjet, kështu që ruajtja e programeve dhe e të dhënave në mikrokontrollin e makinës duhet të ketë një jetëgjatësi më të madhe. Ruajtja e programeve dhe e të dhënave duhet të kenë ndarje fizike të ndara, dhe ruajtja e programit duhet të fshihet më pak herë, pra Qëndrueshmëria>10K, ndërsa ruajtja e të dhënave duhet të fshihet më shpesh, kështu që duhet të ketë një numër më të madh herësh fshirjeje. Referojuni treguesit të të dhënave të ndezjes së të dhënave Qëndrueshmëria>100K, 15 vjet (<1K). 10 vjet (<100K).
Ndërfaqja e autobusit të komunikimit;
Ngarkesa e komunikimit të autobusit në automjet po bëhet gjithnjë e më e lartë, kështu që CAN-CAN tradicional nuk i plotëson më kërkesat e komunikimit, kërkesa për autobusin CAN-FD me shpejtësi të lartë po bëhet gjithnjë e më e lartë, dhe mbështetja e CAN-FD është bërë gradualisht standardi i MCU-së.
(3) Model industrial
Aktualisht, përqindja e mikrokontrolluesve vendas me kabinë inteligjente është ende shumë e ulët, dhe furnizuesit kryesorë janë ende NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip dhe prodhues të tjerë ndërkombëtarë të mikrokontrolluesve. Një numër prodhuesish vendas të mikrokontrolluesve kanë qenë në treg, performanca e tregut mbetet për t'u parë.
(4) Barrierat e industrisë
Niveli i rregullimit të kabinës inteligjente të makinës dhe niveli i sigurisë funksionale nuk janë relativisht shumë të larta, kryesisht për shkak të akumulimit të njohurive dhe nevojës për përsëritje dhe përmirësim të vazhdueshëm të produktit. Në të njëjtën kohë, për shkak se nuk ka shumë linja prodhimi MCU në fabrikat vendase, procesi është relativisht i prapambetur dhe duhet një periudhë kohore për të arritur zinxhirin e furnizimit të prodhimit kombëtar, dhe mund të ketë kosto më të larta, dhe presioni i konkurrencës me prodhuesit ndërkombëtarë është më i madh.
Zbatimi i çipit të kontrollit shtëpiak
Çipat e kontrollit të makinave bazohen kryesisht në mikrokontrollin automatik (MCU) të makinave. Ndërmarrjet kryesore vendase si Ziguang Guowei, Huada Semiconductor, Shanghai Xinti, Zhaoyi Innovation, Jiefa Technology, Xinchi Technology, Beijing Junzheng, Shenzhen Xihua, Shanghai Qipuwei, National Technology etj., të gjitha kanë sekuenca produktesh MCU në shkallë makine, duke krahasuar produktet gjigante të huaja, aktualisht të bazuara në arkitekturën ARM. Disa ndërmarrje kanë kryer gjithashtu kërkime dhe zhvillime të arkitekturës RISC-V.
Aktualisht, çipi vendas i kontrollit të automjeteve përdoret kryesisht në tregun e ngarkimit të përparmë të automobilave dhe është aplikuar në makina në fushën e karrocerisë dhe infotainment, ndërsa në shasi, fushë të energjisë dhe fusha të tjera, ai ende dominohet nga gjigantët e huaj të çipave si stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments dhe Microchip Semiconductor, dhe vetëm disa ndërmarrje vendase kanë realizuar aplikime të prodhimit masiv. Aktualisht, prodhuesi vendas i çipave Chipchi do të lançojë produkte të serisë E3 me performancë të lartë të çipave të kontrollit bazuar në ARM Cortex-R5F në prill 2022, me nivel sigurie funksionale që arrin ASIL D, nivel temperature që mbështet AEC-Q100 Grade 1, frekuencë CPU deri në 800MHz, me deri në 6 bërthama CPU. Është produkti me performancën më të lartë në MCU-në ekzistuese të matësit të automjeteve të prodhimit masiv, duke mbushur boshllëkun në tregun vendas të MCU-së së matësit të automjeteve të nivelit të lartë të sigurisë, me performancë të lartë dhe besueshmëri të lartë, mund të përdoret në BMS, ADAS, VCU, shasi by-wire, instrumente, HUD, pasqyrë inteligjente të pasme dhe fusha të tjera kryesore të kontrollit të automjeteve. Më shumë se 100 klientë kanë përdorur E3 për dizajnin e produkteve, duke përfshirë GAC, Geely, etj.
Zbatimi i produkteve kryesore të kontrolluesit vendas
Koha e postimit: 19 korrik 2023
