סירוק ידע MCU ברמת מוטורית

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

המשמעות היא שבתהליך הפיתוח המהיר של רכבים חשמליים חכמים, לא רק הביקוש לשבבי תהליך מתקדם המשיך לעלות, אלא גם הביקוש לשבבים מסורתיים ימשיך לעלות.זה ה-MCU.בנוסף לגידול במספר האופניים, בקר התחום מביא גם דרישה חדשה לאבטחה גבוהה, אמינות גבוהה ו-MCU גבוה של עוצמת מחשוב.

MCU, MicroController Unit, המכונה מיקרו-מחשב/בקר/מיקרו-בקר/שבב יחיד, משלבת את המעבד, הזיכרון והפונקציות ההיקפיות בשבב בודד ליצירת מחשב ברמת שבב עם פונקציית בקרה.הוא משמש בעיקר כדי להשיג עיבוד אותות ובקרה.הליבה של מערכת הבקרה החכמה.

MCUs ואלקטרוניקה לרכב, תעשייה, מחשבים ורשתות, מוצרי צריכה, מכשירי חשמל ביתיים ואינטרנט של הדברים קשורים קשר הדוק לחיינו.אלקטרוניקה לרכב הוא השוק הגדול ביותר בתחום האלקטרוניקה לרכב, ואלקטרוני רכב מהווים 33% ברחבי העולם.

מבנה MCU

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

מעבד: יחידת עיבוד מרכזית, מעבד מרכזי, היא רכיב הליבה בתוך MCU.רכיבי הרכיב יכולים להשלים את פעולת הלוגיקה האריתמטית של הנתונים, עיבוד משתני סיביות ופעולת העברת נתונים.חלקי הבקרה מתאמים את העבודה בהתאם לזמן מסוים ברצף לניתוח וביצוע ההוראות.

ROM: זיכרון לקריאה בלבד הוא זיכרון תוכנה המשמש לאחסון תוכניות שנכתבו על ידי יצרנים.המידע נקרא בצורה לא הרסנית.מַהוּת

RAM: זיכרון גישה אקראית, הוא זיכרון נתונים המחליף נתונים ישירות עם המעבד, ולא ניתן לשמור את הנתונים לאחר הפסקת החשמל.ניתן לכתוב ולקרוא את התוכנית בכל עת בעת הפעלה, המשמשת בדרך כלל כאמצעי אחסון נתונים זמני עבור מערכות הפעלה או תוכניות פועלות אחרות.

הקשר בין CPU ל-MCU: 

המעבד הוא הליבה של השליטה התפעולית.בנוסף למעבד, ה-MCU מכיל גם ROM או RAM, שהוא שבב ברמת שבב.הנפוצים הם SOC (System On Chip), הנקראים שבבים ברמת מערכת שיכולים לאחסן ולהריץ קוד ברמת המערכת, להריץ QNX, Linux ומערכות הפעלה אחרות, כולל יחידות מעבד מרובות (CPU+GPU +DSP+NPU+אחסון +יחידת ממשק).

ספרות MCU

המספר מתייחס לרוחב ה-MCU של כל נתוני עיבוד.ככל שמספר הספרות גבוה יותר, כך יכולת עיבוד הנתונים של MCU חזקה יותר.נכון לעכשיו, החשוב ביותר הוא 8, 16 ו-32 ספרות, מתוכן 32 סיביות מהוות את רובן וגדלות במהירות.

ביישומי אלקטרוניקה לרכב, העלות של MCU של 8 סיביות נמוכה וקלה לפיתוח.כיום הוא משמש בעיקר לשליטה פשוטה יחסית, כמו תאורה, מי גשמים, חלונות, מושבים ודלתות.עם זאת, עבור היבטים מסובכים יותר, כגון תצוגת מכשירים, מערכות מידע בידוריות לרכב, מערכות בקרת כוח, שלדה, מערכות סיוע לנהיגה וכו', בעיקר 32 סיביות, והתפתחות איטרציה של חשמול רכב, מודיעין ורשתות, כוח המחשוב גם הדרישות ל-MCU הולכות וגדלות.

אימות רכב MCU

לפני שספק ה-MCU נכנס למערכת שרשרת האספקה ​​של OEM, בדרך כלל יש צורך להשלים שלוש הסמכות עיקריות: שלב התכנון חייב להיות בהתאם לתקן האבטחה הפונקציונלית ISO 26262, שלב הזרימה והאריזה חייבים לפעול לפי AEC-Q001 ~ 004 ו-IATF16949, כמו כמו כן במהלך שלב בדיקות ההסמכה עקוב אחר AEC-Q100/Q104.

ביניהם, ISO 26262 מגדיר את ארבע רמות האבטחה של ASIL, מנמוך לגבוה, A, B, C ו-D;AEC-Q100 מחולק לארבע רמות אמינות, מנמוכה לגבוהה, 3, 2, 1 ו-0, בהתאמה, 3, 2, 1 ו-0 מהות ההסמכה מסדרת AEC-Q100 נמשכת בדרך כלל 1-2 שנים, בעוד הסמכת ISO 26262 קשה יותר והמחזור ארוך יותר.

היישום של MCU בתעשיית הרכב החשמלי החכם

היישום של MCU בתעשיית הרכב הוא רחב מאוד.לדוגמה, השולחן הקדמי הוא היישום של אביזרי הגוף, מערכות הכוח, השלדה, בידור מידע לרכב ונהיגה חכמה.עם כניסתו של עידן הרכבים החשמליים החכמים, הדרישה של אנשים למוצרי MCU תהיה חזקה עוד יותר.

חשמל: 

1. מערכת ניהול סוללות BMS: BMS צריך לשלוט על הטעינה והפריקה, הטמפרטורה ואיזון הסוללה.לוח הבקרה הראשי דורש MCU, וכל קונסולת עבדים דורשת גם MCU אחד;

2.בקר רכב VCU: ניהול האנרגיה של רכב חשמלי צריך להגדיל את בקר הרכב, ובמקביל הוא מצויד ב-32-bit high-end MCUs, אשר שונים מהתוכניות של כל מפעל;

3.בקר מנוע/בקר תיבת הילוכים: החלפת מלאי, בקרת מהפך לרכב חשמלי MCU שמן חלופי בקר מנוע רכב.בשל מהירות המנוע הגבוהה, יש להאט את המפחית.בקר תיבת ההילוכים.

אינטליגנציה: 

1. נכון לעכשיו, שוק הרכב המקומי נמצא עדיין בשלב החדירה המהיר L2.משיקולי העלות והביצועים המקיפים, ה-OEM מגדיל את פונקציית ADAS עדיין מאמצת ארכיטקטורה מבוזרת.עם העלייה בקצב הטעינה, גם ה-MCU של עיבוד המידע החיישן עולה בהתאם.

2. עקב המספר ההולך וגדל של פונקציות תא הטייס, תפקידם של שבבי אנרגיה חדשים גבוהים יותר הופך חשוב יותר ויותר, ומצב ה-MCU המקביל ירד.

מְלָאכָה 

ל-MCU עצמו יש דרישות עדיפות לכוח מחשוב ואין לו דרישות גבוהות לתהליכים מתקדמים.יחד עם זאת, האחסון המובנה המובנה שלו עצמו מגביל גם את השיפור של תהליך ה-MCU.השתמש בתהליך 28nm עם מוצרי MCU.המפרט של תקנות הרכב הוא בעיקר פרוסות 8 אינץ'.חלק מהיצרנים, במיוחד IDM, החלו להיות מושתלים על פלטפורמת 12 אינץ'.

התהליכים הנוכחיים של 28 ננומטר ו-40 ננומטר הם הזרם המרכזי של השוק.

מפעלים אופייניים בארץ ובחו"ל

בהשוואה לצריכה ו-MCU בדרגה תעשייתית, ל-MCU ברמת המכונית יש דרישות גבוהות יותר מבחינת סביבת ההפעלה, האמינות ומחזור האספקה.בנוסף קשה להיכנס, כך שמבנה השוק של MCU מרוכז יחסית באופן כללי.בשנת 2021, חמש חברות ה-MCU המובילות בעולם היוו 82%.

נכון לעכשיו, ה-MCU ברמת המכונית של ארצי עדיין בתקופת היכרות, ולשרשרת האספקה ​​יש פוטנציאל גדול לחלופות קרקע ומקומיות.