E traditionellt Gefier op Brennstoff brauch ongeféier 500 bis 600 Chips, a ronn 1.000 liicht gemëscht Autoen, Plug-in Hybriden a reng Elektroautoen brauchen op d'mannst 2.000 Chips.
Dëst bedeit, datt am Prozess vun der schneller Entwécklung vun intelligenten Elektroautoen net nëmmen d'Nofro fir fortgeschratt Prozesschips weider eropgaangen ass, mä och d'Nofro fir traditionell Chips wäert weider eropgoen. Dëst ass den MCU. Nieft der Zounimm vun der Zuel vu Vëloen bréngt den Domaincontroller och eng nei Nofro fir MCU mat héijer Sécherheet, héijer Zouverlässegkeet a héijer Rechenleistung mat sech.
Eng MCU, MicroController Unit, bekannt als Single-Chip Mikrocomputer/Mikrocontroller/Single-Chip Mikrocomputer, integréiert d'CPU, de Speicher an d'Peripheriefunktiounen op engem eenzege Chip fir e Chip-Computer mat Kontrollfunktioun ze bilden. Si gëtt haaptsächlech benotzt fir Signalveraarbechtung a Kontroll z'erreechen. De Kär vum intelligente Kontrollsystem.
Mikrocontroller an Automobilelektronik, Industrie, Computeren a Netzwierker, Konsumentelektronik, Haushaltsapparater an den Internet vun de Saachen si ganz enk mat eisem Liewen verbonnen. Autoelektronik ass de gréisste Maart an der Automobilelektronik, an Autoelektronen maachen 33% weltwäit aus.
MCU-Struktur
E MCU besteet haaptsächlech aus engem zentrale Prozessor, engem Speicher (ROM a RAM), engem Input- an Output-I/O-Interface, engem seriellen Port, engem Compteur, etc.
CPUD'Zentralprozessoreenheet (Central Processing Unit), en zentrale Prozessor, ass den Haaptkomponent am MCU. D'Komponente kënnen d'arithmetesch Logikoperatioun vun Daten, d'Bitvariabelveraarbechtung an d'Dateniwwerdroungsoperatioun ofschléissen. D'Steierdeeler koordinéieren d'Aarbecht no enger bestëmmter Zäit sequenziell fir d'Instruktiounen ze analyséieren an auszeféieren.
ROME Liesspeicher ass e Programmspeicher, deen benotzt gëtt fir Programmer ze späicheren, déi vun Hiersteller geschriwwe goufen. D'Informatioun gëtt op eng net-destruktiv Manéier gelies. Essenz
RAMEn Zouganksspäicher (Random Access Memory) ass e Späicher, deen Daten direkt mat der CPU austauscht, an d'Donnéeë kënnen net méi gespäichert ginn, nodeems de Stroum ausfällt. De Programm kann zu all Moment geschriwwe a gelies ginn, während en leeft, a gëtt normalerweis als temporärt Datespäichermedium fir Betribssystemer oder aner lafend Programmer benotzt.
D'Bezéiung tëscht CPU an MCU:
D'CPU ass de Kär vun der operationeller Kontroll. Nieft der CPU enthält den MCU och ROM oder RAM, wat e Chip op Chip-Niveau ass. Déi heefegst sinn SOC (System On Chip), déi System-Niveau-Chips genannt ginn, déi System-Niveau-Code späichere a lafe kënnen, QNX, Linux an aner Betribssystemer ausféiere kënnen, dorënner verschidde Prozessoreenheeten (CPU+GPU+DSP+NPU+Späichere+Interface-Eenheet).
MCU-Zifferen
D'Zuel bezitt sech op d'Breet vum MCU, deen all Daten veraarbecht. Wat méi héich d'Zuel vun den Zifferen ass, wat méi staark d'Datenveraarbechtungskapazitéit vum MCU ass. Am Moment sinn déi wichtegst 8, 16 an 32 Zifferen, vun deenen 32 Bits déi meescht ausmaachen a séier wuessen.
An den Uwendungen am Automobilelektronikberäich si 8-Bit-MCUen niddreg an einfach z'entwéckelen. De Moment gëtt se meeschtens fir relativ einfach Kontrollen benotzt, wéi Beliichtung, Reewaasser, Fënsteren, Sëtzer an Dieren. Fir méi komplizéiert Aspekter, wéi Instrumentenanzeige, Informatiounssystemer fir Gefierënnerhalung, Energiesteierungssystemer, Chassis, Fuerhëllefssystemer, etc., haaptsächlech 32-Bit, an Iteratiounsevolutioun vun der Elektrifizéierung, Intelligenz a Vernetzung am Automobilberäich, gëtt den Ufuerderunge fir Rechenleistung fir MCUen och ëmmer méi héich.
MCU Auto Authentifikatioun
Ier de MCU-Liwwerant an den OEM-Liwwerkettesystem kënnt, ass et am Allgemengen néideg, dräi grouss Zertifizéierungen ofzeschléissen: d'Designphase muss dem funktionelle Sécherheetsstandard ISO 26262 entspriechen, d'Flow- a Verpackungsphase mussen den AEC-Q001 ~ 004 an IATF16949 entspriechen, souwéi während der Zertifizéierungstestphase den AEC-Q100/Q104 entspriechen.
Dorënner definéiert den ISO 26262 déi véier Sécherheetsniveauen vun ASIL, vu niddereg bis héich, A, B, C an D; AEC-Q100 ass a véier Zouverlässegkeetsniveauen opgedeelt, vu niddereg bis héich, 3, 2, 1 an 0, respektiv, 3, 2, 1 an 0. Essenz D'AEC-Q100 Serie Zertifizéierung dauert normalerweis 1-2 Joer, während d'ISO 26262 Zertifizéierung méi schwéier ass an de Zyklus méi laang ass.
D'Applikatioun vu MCU an der intelligenter Elektroautoindustrie
D'Uwendung vun MCU an der Automobilindustrie ass ganz breet. Zum Beispill gëtt de Fronttable fir Karosserieaccessoiren, Energieversuergungssystemer, Chassis, Gefierinformatiouns- an Ënnerhalungssystemer an intelligent Fueren benotzt. Mat der Ära vun intelligenten Elektroautoen wäert d'Nofro vun de Leit no MCU-Produkter nach méi grouss ginn.
Elektrifizéierung:
1. Batteriemanagementsystem BMSDe BMS muss d'Luede an d'Entladung, d'Temperatur an d'Batterieausgläich kontrolléieren. D'Haaptsteierplat brauch eng MCU, an all Slavekonsol brauch och eng MCU;
2.Gefiersteuerung VCUD'Energieverwaltung vun Elektroautoen muss de Gefiercontroller erhéijen, an zur selwechter Zäit ass en mat 32-Bit High-End-MCUs ausgestatt, déi sech vun de Pläng vun all Fabréck ënnerscheeden;
3.Motorsteuerung / Getriebesteuerung: Ersatz vun engem Standard, Elektroauto-Inverter-Steierung MCU Alternativueleg Gefiermotorsteierung. Wéinst der héijer Motordrehzahl muss de Reduktiounsgetriebe ofgebremst ginn. De Getriebesteierungssteierung.
Intelligenz:
1. Am Moment ass den nationale Automobilmaart nach ëmmer an der L2-Héichgeschwindegkeetspenetratiounsphase. Aus de Käschten- a Leeschtungsgrënn eraus adoptéiert den OEM d'ADAS-Funktioun, awer ëmmer nach eng verdeelt Architektur. Mat der Erhéijung vun der Ladequote klëmmt och den MCU vun der Sensorinformatiounsveraarbechtung entspriechend.
2. Wéinst der zouhuelender Zuel vu Cockpitfunktiounen gëtt d'Roll vun neien Energiechips ëmmer méi wichteg, an de entspriechende MCU-Status ass erofgaang.
Handwierk
De MCU selwer huet Prioritéitsufuerderunge fir Rechenleistung a keng héich Ufuerderunge fir fortgeschratt Prozesser. Gläichzäiteg limitéiert säin agebauten, embedded Späicher selwer och d'Verbesserung vum MCU-Prozess. Benotzt den 28nm-Prozess mat MCU-Produkter. D'Spezifikatioune vun de Gefierreglementer si virun allem 8-Zoll-Waferen. E puer Hiersteller, besonnesch IDM, hunn ugefaangen, op eng 12-Zoll-Plattform ëmzesetzen.
Déi aktuell 28nm- an 40nm-Prozesser sinn de Mainstream um Maart.
Typesch Betriber am In- an Ausland
Am Verglach mat Konsum- a Industrie-MCUs huet den MCU fir Autoen méi héich Ufuerderungen a punkto Betribsëmfeld, Zouverlässegkeet a Versuergungszyklus. Zousätzlech ass et schwéier, sech anzesetzen, dofir ass d'Maartstruktur vun den MCUs am Allgemengen relativ konzentréiert. Am Joer 2021 hunn déi fënnef gréissten MCU-Firmen op der Welt 82 % ausgemaach.
Am Moment ass d'MCU op Autoniveau a mengem Land nach ëmmer an der Aféierungsphase, an d'Liwwerketten huet e grousst Potenzial fir Alternativen op Land an am Inland.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 08. Juli 2023
