חדשות - סירוק ידע של מיקרו-בקר ברמת המוטור

רכב מסורתי המונע בדלק דורש כ-500 עד 600 שבבים, וכ-1,000 מכוניות קלות מעורבות, מכוניות היברידיות נטענות וכלי רכב חשמליים טהורים דורשים לפחות 2,000 שבבים.

משמעות הדבר היא שבתהליך הפיתוח המהיר של כלי רכב חשמליים חכמים, לא רק שהביקוש לשבבי תהליכים מתקדמים המשיך לעלות, אלא גם הביקוש לשבבים מסורתיים ימשיך לעלות. זהו ה-MCU. בנוסף לעלייה במספר האופניים, בקר התחום מביא גם ביקוש חדש ל-MCU בעלי אבטחה גבוהה, אמינות גבוהה ועוצמת מחשוב גבוהה.

מיקרו-בקר, או בקיצור מיקרו-בקר, המכונה מיקרו-מחשב בעל שבב יחיד, משלב את המעבד, הזיכרון ופונקציות ההיקפיות על שבב יחיד ליצירת מחשב ברמת שבב עם פונקציית בקרה. הוא משמש בעיקר להשגת עיבוד ובקרה של אותות. הליבה של מערכת הבקרה החכמה.

מיקרו-בקרים ואלקטרוניקה לרכב, תעשייה, מחשבים ורשתות, מוצרי אלקטרוניקה לצרכן, מכשירי חשמל ביתיים והאינטרנט של הדברים קשורים קשר הדוק לחיינו. אלקטרוניקה לרכב היא השוק הגדול ביותר באלקטרוניקה לרכב, ואלקטרוניקה לרכב מהווה 33% ברחבי העולם.

מבנה המיקרו-בקר

מיקרו-בקר מורכב בעיקר ממעבד מרכזי, זיכרון (ROM ו-RAM), ממשק קלט ופלט, יציאה טורית, מונה וכו'.

מעבדיחידת עיבוד מרכזית (CV), מעבד מרכזי, היא הרכיב המרכזי בתוך המיקרו-בקר. רכיבי הרכיב יכולים להשלים את פעולת הלוגיקה האריתמטית של הנתונים, עיבוד משתני הביטים ותפעול העברת הנתונים. רכיבי הבקרה מתאמים את העבודה בהתאם לזמן מסוים ברצף כדי לנתח ולבצע את ההוראות.

רוםזיכרון לקריאה בלבד הוא זיכרון תוכניות המשמש לאחסון תוכניות שנכתבו על ידי יצרנים. המידע נקרא בצורה לא הורסת. מהות

אַיִלזיכרון גישה אקראית, הוא זיכרון נתונים המחליף נתונים ישירות עם המעבד, והנתונים לא ניתנים לשמירה לאחר הפסקת חשמל. ניתן לכתוב ולקרוא את התוכנית בכל עת בזמן ההפעלה, והוא משמש בדרך כלל כאמצעי אחסון נתונים זמני עבור מערכות הפעלה או תוכניות פעילות אחרות.

הקשר בין המעבד למיקרו-בקר:

המעבד הוא ליבת הבקרה התפעולית. בנוסף למעבד, המיקרו-בקר מכיל גם ROM או RAM, שהוא שבב ברמת השבב. שבבים נפוצים הם SOC (System On Chip), הנקראים שבבים ברמת המערכת, שיכולים לאחסן ולהריץ קוד ברמת המערכת, להריץ QNX, לינוקס ומערכות הפעלה אחרות, כולל יחידות מעבד מרובות (CPU+GPU+DSP+NPU+אחסון+יחידת ממשק).

ספרות מיקרו-בקר

המספר מתייחס לרוחב המיקרו-בקר (MCU) שכל אחד מהם מעבד נתונים. ככל שמספר הספרות גבוה יותר, כך קיבולת עיבוד הנתונים של המיקרו-בקר חזקה יותר. נכון לעכשיו, הספרות החשובות ביותר הן 8, 16 ו-32 ספרות, מתוכן 32 סיביות מהוות את רובן והן גדלות במהירות.

ביישומי אלקטרוניקה לרכב, עלות המיקרו-בקר של 8 סיביות נמוכה וקלה לפיתוח. כיום, הוא משמש בעיקר לבקרות פשוטות יחסית, כגון תאורה, מי גשמים, חלונות, מושבים ודלתות. עם זאת, עבור היבטים מורכבים יותר, כגון תצוגת לוח מחוונים, מערכות מידע בידוריות לרכב, מערכות בקרת חשמל, שלדה, מערכות סיוע לנהיגה וכו', בעיקר 32 סיביות, ואיבוץ איטרטיבי של חשמול רכב, בינה ורשתות, דרישות כוח המחשוב עבור מיקרו-בקר גם הן עולות.

אימות רכב MCU

לפני שספק המיקרו-בקר נכנס למערכת שרשרת האספקה של יצרן הציוד המקורי (OEM), בדרך כלל יש צורך להשלים שלוש הסמכות עיקריות: שלב התכנון חייב לעמוד בתקן האבטחה הפונקציונלי ISO 26262, שלב הזרימה והאריזה חייב לעמוד בתקן AEC-Q001 ~ 004 ו-IATF16949, וכן במהלך שלב בדיקות ההסמכה יש לעמוד בתקן AEC-Q100/Q104.

ביניהן, תקן ISO 26262 מגדיר את ארבע רמות האבטחה של ASIL, מנמוך לגבוהה, A, B, C ו-D; תקן AEC-Q100 מחולק לארבע רמות אמינות, מנמוך לגבוהה, 3, 2, 1 ו-0, בהתאמה, 3, 2, 1 ו-0. מהות הסמכת סדרת AEC-Q100 אורכת בדרך כלל 1-2 שנים, בעוד שהסמכת ISO 26262 קשה יותר והמחזור ארוך יותר.

יישום מיקרו-בקר בתעשיית הרכב החשמלי החכם

היישום של מיקרו-בקר (MCU) בתעשיית הרכב הוא רחב מאוד. לדוגמה, שולחן הקדמי משמש ליישומים החל מאביזרי גוף, מערכות חשמל, שלדות, מידע ובידור לרכב ונהיגה חכמה. עם כניסת עידן כלי הרכב החשמליים החכמים, הביקוש של אנשים למוצרי MCU יגבר עוד יותר.

חשמל:

1. מערכת ניהול סוללות BMSBMS צריך לשלוט על הטעינה והפריקה, הטמפרטורה ואיזון הסוללה. לוח הבקרה הראשי דורש מיקרו-בקר (MCU), וכל קונסולת עבדים דורשת גם מיקרו-בקר אחד;

2.בקר רכב VCUניהול אנרגיה של רכב חשמלי צריך להגדיל את בקר הרכב, ובמקביל הוא מצויד ב-MCU מתקדמים של 32 סיביות, השונים מהתוכניות של כל מפעל;

3.בקר מנוע/בקר תיבת הילוכיםהחלפת מלאי, בקר מנוע רכב עם שמן חלופי, בקרת ממיר לרכב חשמלי, MCU. עקב מהירות המנוע הגבוהה, יש להאט את הילוך ההילוכים. בקר תיבת ההילוכים.

מוֹדִיעִין:

1. נכון לעכשיו, שוק הרכב המקומי עדיין נמצא בשלב החדירה המהירה L2. משיקולי עלות וביצועים מקיפים, יצרני הציוד המקורי (OEM) מגדילים את פונקציית ה-ADAS ועדיין מאמצים ארכיטקטורה מבוזרת. עם העלייה בקצב הטעינה, גם ה-MCU של עיבוד מידע החיישן עולה בהתאם.

2. עקב מספר הפונקציות בתא הטייס ההולך וגדל, תפקידם של שבבי אנרגיה חדשים ומתקדמים הופך חשוב יותר ויותר, ומעמד המיקרו-בקר המתאים ירד.

מְלָאכָה

ל-MCU עצמו יש דרישות עדיפות לכוח מחשוב ואין לו דרישות גבוהות לתהליכים מתקדמים. יחד עם זאת, האחסון המוטמע המובנה שלו מגביל גם הוא את שיפור תהליך ה-MCU. השתמשו בתהליך 28nm עם מוצרי MCU. מפרטי תקנות הרכב הם בעיקר פרוסות 8 אינץ'. חלק מהיצרנים, במיוחד IDM, החלו להשתיל לפלטפורמה של 12 אינץ'.

התהליכים הנוכחיים של 28 ננומטר ו-40 ננומטר הם המיינסטרים של השוק.

מפעלים אופייניים בארץ ובחו"ל

בהשוואה ל-MCU ברמת צריכה ותעשייה, ל-MCU ברמת רכב יש דרישות גבוהות יותר מבחינת סביבת הפעלה, אמינות ומחזור אספקה. בנוסף, קשה להיכנס אליו, ולכן מבנה השוק של MCU מרוכז יחסית באופן כללי. בשנת 2021, חמש חברות ה-MCU המובילות בעולם היוו 82%.