Một phương tiện sử dụng nhiên liệu truyền thống cần khoảng 500 đến 600 chip và khoảng 1.000 ô tô hỗn hợp nhẹ, xe hybrid cắm điện và xe điện thuần túy cần ít nhất 2.000 chip.
Điều này có nghĩa là trong quá trình phát triển nhanh chóng của xe điện thông minh, không chỉ nhu cầu về chip xử lý tiên tiến tiếp tục tăng mà nhu cầu về chip truyền thống cũng sẽ tiếp tục tăng.Đây là MCU.Ngoài việc tăng số lượng xe đạp, bộ điều khiển miền còn mang đến nhu cầu mới về tính bảo mật cao, độ tin cậy cao và khả năng tính toán cao của MCU.
MCU, Bộ vi điều khiển, được gọi là máy vi tính đơn chip/vi điều khiển/máy vi tính đơn chip, tích hợp CPU, bộ nhớ và các chức năng ngoại vi trên một chip duy nhất để tạo thành một máy tính cấp chip có chức năng điều khiển.Nó chủ yếu được sử dụng để đạt được việc xử lý và kiểm soát tín hiệu.Cốt lõi của hệ thống điều khiển thông minh.
MCU và điện tử ô tô, công nghiệp, máy tính và mạng, điện tử tiêu dùng, thiết bị gia dụng và Internet of Things có liên quan chặt chẽ đến cuộc sống của chúng ta.Điện tử ô tô là thị trường lớn nhất về điện tử ô tô và điện tử ô tô chiếm 33% trên toàn cầu.
Cấu trúc MCU
MCU chủ yếu bao gồm CPU xử lý trung tâm, bộ nhớ (ROM và RAM), giao diện I/O đầu vào và đầu ra, cổng nối tiếp, bộ đếm, v.v.
CPU: Bộ xử lý trung tâm, bộ xử lý trung tâm, là thành phần cốt lõi bên trong MCU.Các thành phần thành phần có thể hoàn thành thao tác logic số học dữ liệu, xử lý biến bit và vận hành truyền dữ liệu.Các bộ phận điều khiển phối hợp công việc theo thời gian nhất định một cách tuần tự để phân tích và thực hiện các lệnh.
rom: Bộ nhớ chỉ đọc là bộ nhớ chương trình được sử dụng để lưu trữ các chương trình do nhà sản xuất viết.Thông tin được đọc theo cách không phá hủy.Nước hoa
ĐẬP: Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên, là bộ nhớ dữ liệu trao đổi dữ liệu trực tiếp với CPU và dữ liệu không thể được duy trì sau khi mất điện.Chương trình có thể được ghi và đọc bất kỳ lúc nào khi chạy, chương trình này thường được sử dụng làm phương tiện lưu trữ dữ liệu tạm thời cho hệ điều hành hoặc các chương trình đang chạy khác.
Mối quan hệ giữa CPU và MCU:
CPU là cốt lõi của kiểm soát hoạt động.Ngoài CPU, MCU còn chứa ROM hoặc RAM, là loại chip cấp chip.Những cái phổ biến là SOC (System On Chip), được gọi là chip cấp hệ thống có thể lưu trữ và chạy mã cấp hệ thống, chạy QNX, Linux và các hệ điều hành khác, bao gồm nhiều bộ xử lý (CPU+GPU +DSP+NPU+storage +đơn vị giao diện).
chữ số MCU
Con số đề cập đến độ rộng của MCU mỗi dữ liệu xử lý.Số chữ số càng cao thì khả năng xử lý dữ liệu của MCU càng mạnh.Hiện nay, quan trọng nhất là 8, 16 và 32 chữ số, trong đó 32 bit chiếm nhiều nhất và tăng nhanh.
Trong các ứng dụng điện tử ô tô, chi phí của MCU 8 bit thấp và dễ phát triển.Hiện nay, nó chủ yếu được sử dụng để điều khiển tương đối đơn giản, chẳng hạn như chiếu sáng, nước mưa, cửa sổ, ghế ngồi và cửa ra vào.Tuy nhiên, đối với các khía cạnh phức tạp hơn, chẳng hạn như màn hình đồng hồ, hệ thống thông tin giải trí trên xe, hệ thống điều khiển điện, khung gầm, hệ thống hỗ trợ lái xe, v.v., chủ yếu là 32-bit và sự phát triển lặp đi lặp lại của điện khí hóa ô tô, trí thông minh và kết nối mạng, Sức mạnh tính toán yêu cầu đối với MCU cũng ngày càng cao hơn.
Xác thực xe MCU
Trước khi nhà cung cấp MCU tham gia vào hệ thống chuỗi cung ứng OEM, thông thường cần phải hoàn thành ba chứng nhận chính: giai đoạn thiết kế phải tuân theo tiêu chuẩn bảo mật chức năng ISO 26262, giai đoạn quy trình và đóng gói phải tuân theo AEC-Q001 ~ 004 và IATF16949, như cũng như trong giai đoạn thử nghiệm chứng nhận Tuân theo AEC-Q100/Q104.
Trong số đó, ISO 26262 xác định bốn cấp độ bảo mật của ASIL, từ thấp đến cao, A, B, C và D;AEC-Q100 được chia thành bốn mức độ tin cậy, từ thấp đến cao, lần lượt là 3, 2, 1 và 0, 3, 2, 1 và 0. Chứng nhận dòng AEC-Q100 thường mất 1-2 năm, trong khi Chứng nhận ISO 26262 khó hơn và chu trình dài hơn.
Ứng dụng MCU trong ngành xe điện thông minh
Ứng dụng của MCU trong ngành công nghiệp ô tô rất rộng rãi.Ví dụ như bảng phía trước là ứng dụng từ các phụ kiện thân xe, hệ thống điện, khung gầm, thông tin giải trí trên xe, và lái xe thông minh.Với sự ra đời của kỷ nguyên xe điện thông minh, nhu cầu của người dân đối với các sản phẩm MCU sẽ càng mạnh mẽ hơn.
Điện hóa:
1. Hệ thống quản lý ắc quy BMS: BMS cần kiểm soát việc sạc và xả, nhiệt độ và cân bằng pin.Bảng điều khiển chính yêu cầu một MCU và mỗi bảng điều khiển phụ cũng yêu cầu một MCU;
2.Bộ điều khiển xe VCU: Quản lý năng lượng xe điện cần tăng cường bộ điều khiển phương tiện, đồng thời trang bị MCU cao cấp 32 bit, khác với kế hoạch của từng nhà máy;
3.Bộ điều khiển động cơ/bộ điều khiển hộp số: thay thế cổ phiếu, điều khiển biến tần xe điện Bộ điều khiển động cơ xe dầu thay thế MCU.Do tốc độ động cơ cao nên bộ giảm tốc cần được giảm tốc.Bộ điều khiển hộp số.
Sự thông minh:
1. Hiện tại, thị trường ô tô trong nước vẫn đang trong giai đoạn thâm nhập tốc độ cao L2.Từ những cân nhắc toàn diện về chi phí và hiệu suất, OEM tăng cường chức năng ADAS vẫn áp dụng kiến trúc phân tán.Với tốc độ tải tăng lên, MCU xử lý thông tin cảm biến cũng tăng theo.
2. Do số lượng chức năng buồng lái ngày càng tăng, vai trò của chip năng lượng mới cao hơn ngày càng trở nên quan trọng và trạng thái MCU tương ứng đã giảm sút.
thủ công
Bản thân MCU có yêu cầu ưu tiên về sức mạnh tính toán và không có yêu cầu cao đối với các quy trình nâng cao.Đồng thời, bản thân bộ lưu trữ nhúng tích hợp của nó cũng hạn chế sự cải tiến của quy trình MCU.Sử dụng quy trình 28nm với các sản phẩm MCU.Các thông số kỹ thuật theo quy định của xe chủ yếu là tấm wafer 8 inch.Một số nhà sản xuất, đặc biệt là IDM, đã bắt đầu chuyển sang nền tảng 12 inch.
Các quy trình 28nm và 40nm hiện tại là xu hướng chủ đạo của thị trường.
Doanh nghiệp tiêu biểu trong và ngoài nước
So với MCU cấp tiêu dùng và cấp công nghiệp, MCU cấp ô tô có yêu cầu cao hơn về môi trường vận hành, độ tin cậy và chu kỳ cung ứng.Ngoài ra còn khó gia nhập nên cơ cấu thị trường của MCU nhìn chung tương đối tập trung.Năm 2021, 5 công ty MCU hàng đầu thế giới chiếm 82%.
Hiện tại, MCU cấp ô tô của nước tôi vẫn đang trong giai đoạn giới thiệu và chuỗi cung ứng có tiềm năng lớn về thay thế đất đai và nội địa.
Thời gian đăng: Jul-08-2023