Un vehículo de combustible tradicional requiere entre 500 y 600 chips, y alrededor de 1.000 automóviles mixtos ligeros, híbridos enchufables y vehículos eléctricos puros requieren al menos 2.000 chips.
Esto significa que en el proceso de rápido desarrollo de los vehículos eléctricos inteligentes, no solo la demanda de chips de procesos avanzados ha seguido aumentando, sino que también seguirá aumentando la demanda de chips tradicionales. Esta es la MCU. Además del aumento en el número de bicicletas, los controladores de dominio también generan nuevas demandas de MCU de alta seguridad, alta confiabilidad y alta potencia informática.
MCU, unidad de microcontrolador, conocida como microcomputadora de un solo chip/microcontrolador/microcomputadora de un solo chip, integra la CPU, la memoria y las funciones periféricas en un solo chip para formar una computadora a nivel de chip con función de control. Se utiliza principalmente para lograr el procesamiento y control de señales. El núcleo del sistema de control inteligente.
Las MCU y la electrónica automotriz, la industria, las computadoras y las redes, la electrónica de consumo, los electrodomésticos y el Internet de las cosas están estrechamente relacionados con nuestras vidas. La electrónica para automóviles es el mercado más grande de electrónica para automóviles, y los electrones para automóviles representan el 33% a nivel mundial.
Estructura de la MCU
MCU se compone principalmente de CPU de procesador central, memoria (ROM y RAM), interfaz de E/S de entrada y salida, puerto serie, contador, etc.
UPC: Unidad Central de Procesamiento, un procesador central, es el componente central dentro de la MCU. Los componentes pueden completar la operación lógica aritmética de datos, el procesamiento de variables de bits y la operación de transmisión de datos. Las partes de control coordinan el trabajo de acuerdo con un tiempo determinado de forma secuencial para analizar y ejecutar las instrucciones.
memoria de sólo lectura: La memoria de solo lectura es una memoria de programa que se utiliza para almacenar programas escritos por los fabricantes. La información se lee de forma no destructiva. Esencia
RAM: Memoria de acceso aleatorio, es una memoria de datos que intercambia datos directamente con la CPU y los datos no se pueden mantener después de que se corta la energía. El programa se puede escribir y leer en cualquier momento mientras se ejecuta, lo que generalmente se utiliza como medio de almacenamiento de datos temporal para sistemas operativos u otros programas en ejecución.
La relación entre CPU y MCU:
La CPU es el núcleo del control operativo. Además de la CPU, la MCU también contiene ROM o RAM, que es un chip a nivel de chip. Los más comunes son SOC (System On Chip), que se denominan chips de nivel de sistema que pueden almacenar y ejecutar código de nivel de sistema, ejecutar QNX, Linux y otros sistemas operativos, incluidas múltiples unidades de procesador (CPU+GPU +DSP+NPU+almacenamiento). +unidad de interfaz).
Dígitos de la MCU
El número se refiere al ancho de la MCU en cada procesamiento de datos. Cuanto mayor sea el número de dígitos, mayor será la capacidad de procesamiento de datos de la MCU. En la actualidad, los más importantes son los de 8, 16 y 32 dígitos, de los cuales 32 bits representan la mayor parte y crecen rápidamente.
En aplicaciones de electrónica automotriz, el costo de la MCU de 8 bits es bajo y fácil de desarrollar. En la actualidad, se utiliza principalmente para controles relativamente simples, como iluminación, agua de lluvia, ventanas, asientos y puertas. Sin embargo, para aspectos más complicados, como la visualización de instrumentos, los sistemas de información de entretenimiento del vehículo, los sistemas de control de potencia, el chasis, los sistemas de asistencia a la conducción, etc., principalmente de 32 bits, y la evolución iterativa de la electrificación, la inteligencia y las redes del automóvil, la potencia informática Los requisitos para MCU también son cada vez más altos.
Autenticación del coche MCU
Antes de que el proveedor de MCU ingrese al sistema de la cadena de suministro OEM, generalmente es necesario completar tres certificaciones principales: la etapa de diseño debe seguir el estándar de seguridad funcional ISO 26262, la etapa de flujo y empaque debe seguir el AEC-Q001 ~ 004 e IATF16949, así como así como durante la etapa de pruebas de certificación Siga AEC-Q100/Q104.
Entre ellos, la ISO 26262 define los cuatro niveles de seguridad de ASIL, de menor a mayor, A, B, C y D; AEC-Q100 se divide en cuatro niveles de confiabilidad, de menor a mayor, 3, 2, 1 y 0, respectivamente, 3, 2, 1 y 0 Esencia La certificación de la serie AEC-Q100 generalmente demora entre 1 y 2 años, mientras que la La certificación ISO 26262 es más difícil y el ciclo es más largo.
La aplicación de MCU en la industria de vehículos eléctricos inteligentes
La aplicación de MCU en la industria automotriz es muy amplia. Por ejemplo, la mesa frontal es la aplicación de accesorios de carrocería, sistemas de energía, chasis, información, entretenimiento del vehículo y conducción inteligente. Con el advenimiento de la era de los vehículos eléctricos inteligentes, la demanda de productos MCU por parte de la gente será aún mayor.
Electricización:
1. Sistema de gestión de baterías BMS: BMS necesita controlar la carga y descarga, la temperatura y el equilibrio de la batería. El tablero de control principal requiere una MCU y cada consola esclava también requiere una MCU;
2.Controlador de vehículo VCU: La gestión de energía de los vehículos eléctricos necesita aumentar el controlador del vehículo y, al mismo tiempo, está equipado con MCU de alta gama de 32 bits, que son diferentes a los planes de cada fábrica;
3.Controlador de motor/controlador de caja de cambios: reemplazo de stock, control inversor de vehículo eléctrico MCU controlador de motor de vehículo de aceite alternativo. Debido a la alta velocidad del motor, es necesario desacelerar el reductor. El controlador de la caja de cambios.
Inteligencia:
1. En la actualidad, el mercado automovilístico nacional se encuentra todavía en la etapa de penetración de alta velocidad L2. Desde las consideraciones integrales de costo y rendimiento, el OEM aumenta la función ADAS y aún adopta una arquitectura distribuida. Con el aumento de la tasa de carga, la MCU del procesamiento de información del sensor también aumenta en consecuencia.
2. Debido al creciente número de funciones de la cabina, el papel de los nuevos chips de mayor energía se está volviendo cada vez más importante y el estado de MCU correspondiente ha disminuido.
Artesanía
La propia MCU tiene requisitos prioritarios para la potencia informática y no tiene requisitos elevados para procesos avanzados. Al mismo tiempo, su propio almacenamiento integrado también limita la mejora del proceso de MCU. Utilice el proceso de 28 nm con productos MCU. Las especificaciones de la normativa de vehículos son principalmente obleas de 8 pulgadas. Algunos fabricantes, especialmente IDM, han comenzado a trasplantarlos a una plataforma de 12 pulgadas.
Los procesos actuales de 28 nm y 40 nm son la corriente principal del mercado.
Empresas típicas en el país y en el extranjero.
En comparación con las MCU de consumo y de grado industrial, las MCU de nivel de automóvil tienen requisitos más altos en términos de entorno operativo, confiabilidad y ciclo de suministro. Además, es difícil ingresar, por lo que la estructura del mercado de MCU está relativamente concentrada en general. En 2021, las cinco principales empresas de MCU del mundo representaron el 82%.
En la actualidad, la MCU a nivel de automóvil de mi país todavía se encuentra en el período de introducción y la cadena de suministro tiene un gran potencial para la alternativa terrestre y nacional.
Hora de publicación: 08-jul-2023
