MCU-Wissenskämmen auf Motorebene

Ein herkömmliches Kraftstofffahrzeug benötigt etwa 500 bis 600 Chips, und etwa 1.000 leichte Hybridautos, Plug-in-Hybride und reine Elektrofahrzeuge benötigen mindestens 2.000 Chips.

Dies bedeutet, dass im Zuge der rasanten Entwicklung intelligenter Elektrofahrzeuge nicht nur die Nachfrage nach fortschrittlichen Prozesschips weiter gestiegen ist, sondern auch die Nachfrage nach herkömmlichen Chips weiter zunehmen wird. Das ist die MCU. Neben der steigenden Anzahl an Fahrrädern bringt der Domänencontroller auch eine neue Nachfrage nach MCUs mit hoher Sicherheit, hoher Zuverlässigkeit und hoher Rechenleistung mit sich.

MCU, MicroController Unit, bekannt als Single-Chip-Mikrocomputer/Mikrocontroller/Single-Chip-Mikrocomputer, integriert die CPU-, Speicher- und Peripheriefunktionen auf einem einzigen Chip, um einen Computer auf Chipebene mit Steuerfunktion zu bilden. Es wird hauptsächlich zur Signalverarbeitung und -steuerung verwendet. Der Kern des intelligenten Steuerungssystems.

MCUs und Automobilelektronik, Industrie, Computer und Netzwerke, Unterhaltungselektronik, Haushaltsgeräte und das Internet der Dinge sind eng mit unserem Leben verbunden. Die Autoelektronik ist der größte Markt für Automobilelektronik, und Autoelektronen machen weltweit 33 % aus.

MCU-Struktur

Die MCU besteht hauptsächlich aus der Zentralprozessor-CPU, dem Speicher (ROM und RAM), der Ein- und Ausgabe-E/A-Schnittstelle, der seriellen Schnittstelle, dem Zähler usw.

CPU: Central Processing Unit, ein Zentralprozessor, ist die Kernkomponente innerhalb der MCU. Die Komponentenkomponenten können die Datenarithmetik-Logikoperation, die Bitvariablenverarbeitung und die Datenübertragungsoperation abschließen. Die Steuerungsteile koordinieren die Arbeit in einer bestimmten Zeit nacheinander, um die Anweisungen zu analysieren und auszuführen.

ROM: Nur-Lese-Speicher ist ein Programmspeicher, der zum Speichern von Programmen verwendet wird, die von Herstellern geschrieben wurden. Die Informationen werden zerstörungsfrei gelesen. Wesen

RAM: Random Access Memory, ist ein Datenspeicher, der Daten direkt mit der CPU austauscht und die Daten nach einem Stromausfall nicht aufrechterhalten werden können. Das Programm kann während der Ausführung jederzeit geschrieben und gelesen werden und dient im Allgemeinen als temporärer Datenspeicher für Betriebssysteme oder andere laufende Programme.

Die Beziehung zwischen CPU und MCU: 

Die CPU ist das Herzstück der Betriebssteuerung. Neben der CPU enthält die MCU auch ROM oder RAM, bei dem es sich um einen Chip auf Chipebene handelt. Üblich sind SOC (System On Chip), sogenannte System-Level-Chips, die Code auf Systemebene speichern und ausführen, QNX, Linux und andere Betriebssysteme ausführen können, einschließlich mehrerer Prozessoreinheiten (CPU+GPU +DSP+NPU+Speicher). +Schnittstelleneinheit).

MCU-Ziffern

Die Zahl bezieht sich auf die Breite der MCU, die jeweils Daten verarbeitet. Je höher die Anzahl der Ziffern, desto stärker ist die Datenverarbeitungskapazität der MCU. Derzeit sind 8, 16 und 32 Ziffern am wichtigsten, wobei 32 Bits den größten Anteil ausmachen und schnell wachsen.

In Automobilelektronikanwendungen sind die Kosten für 8-Bit-MCUs niedrig und einfach zu entwickeln. Derzeit wird es hauptsächlich für relativ einfache Steuerungen wie Beleuchtung, Regenwasser, Fenster, Sitze und Türen verwendet. Für kompliziertere Aspekte wie Instrumentenanzeige, Fahrzeugunterhaltungsinformationssysteme, Leistungssteuerungssysteme, Fahrgestelle, Fahrassistenzsysteme usw. werden jedoch hauptsächlich 32-Bit-Anwendungen und die iterative Weiterentwicklung der Automobilelektrifizierung, -intelligenz und -vernetzung benötigt Auch die Anforderungen an MCU werden immer höher.

MCU-Autoauthentifizierung

Bevor der MCU-Lieferant in das OEM-Lieferkettensystem eintritt, müssen im Allgemeinen drei wichtige Zertifizierungen abgeschlossen werden: Die Designphase muss dem funktionalen Sicherheitsstandard ISO 26262 entsprechen, die Fluss- und Verpackungsphase muss AEC-Q001 ~ 004 und IATF16949 entsprechen sowie während der Zertifizierungstestphase. Befolgen Sie AEC-Q100/Q104.

Unter anderem definiert ISO 26262 die vier Sicherheitsstufen von ASIL, von niedrig bis hoch, A, B, C und D; AEC-Q100 ist in vier Zuverlässigkeitsstufen unterteilt, von niedrig bis hoch, 3, 2, 1 und 0 bzw. 3, 2, 1 und 0 Essenz. Die Zertifizierung der AEC-Q100-Serie dauert im Allgemeinen 1-2 Jahre, während die Die ISO 26262-Zertifizierung ist schwieriger und der Zyklus länger.

Die Anwendung von MCU in der intelligenten Elektrofahrzeugindustrie

Die Anwendung von MCU in der Automobilindustrie ist sehr breit. Der Fronttisch ist beispielsweise die Anwendung aus den Bereichen Karosseriezubehör, Antriebssysteme, Fahrwerk, Fahrzeuginformation, Unterhaltung und intelligentes Fahren. Mit dem Beginn der Ära intelligenter Elektrofahrzeuge wird die Nachfrage der Menschen nach MCU-Produkten noch größer.

Elektrifizierung: 

1. Batteriemanagementsystem BMS: Das BMS muss das Laden und Entladen, die Temperatur und den Batterieausgleich steuern. Die Hauptsteuerplatine erfordert eine MCU, und jede Slave-Konsole benötigt ebenfalls eine MCU;

2.Fahrzeugsteuerung VCU: Das Energiemanagement von Elektrofahrzeugen muss die Fahrzeugsteuerung erweitern und gleichzeitig mit 32-Bit-High-End-MCUs ausgestattet sein, die sich von den Plänen der einzelnen Fabriken unterscheiden;

3.Motorsteuerung/Getriebesteuerung: Lagerersatz, Wechselrichtersteuerung für Elektrofahrzeuge MCU, alternative Motorsteuerung für Ölfahrzeuge. Aufgrund der hohen Motordrehzahl muss das Untersetzungsgetriebe abgebremst werden. Die Getriebesteuerung.

Intelligenz: 

1. Derzeit befindet sich der heimische Automobilmarkt noch in der L2-Hochgeschwindigkeitsdurchdringungsphase. Aufgrund umfassender Kosten- und Leistungsüberlegungen erhöht der OEM die ADAS-Funktion und übernimmt dennoch eine verteilte Architektur. Mit der Erhöhung der Laderate steigt auch die MCU der Sensorinformationsverarbeitung entsprechend.

2. Aufgrund der zunehmenden Anzahl von Cockpit-Funktionen wird die Rolle höherer neuer Energiechips immer wichtiger und der entsprechende MCU-Status ist zurückgegangen.

Handwerk 

Die MCU selbst stellt vorrangige Anforderungen an die Rechenleistung und stellt keine hohen Anforderungen an fortgeschrittene Prozesse. Gleichzeitig schränkt der integrierte eingebettete Speicher selbst auch die Verbesserung des MCU-Prozesses ein. Verwenden Sie den 28-nm-Prozess mit MCU-Produkten. Die Vorgaben des Fahrzeugreglements lauten überwiegend 8-Zoll-Wafer. Einige Hersteller, insbesondere IDM, haben damit begonnen, auf eine 12-Zoll-Plattform umzusteigen.

Die aktuellen 28-nm- und 40-nm-Prozesse sind der Mainstream des Marktes.

Typische Unternehmen im In- und Ausland

Im Vergleich zu Verbrauchs- und Industrie-MCUs stellen MCUs auf Fahrzeugebene höhere Anforderungen an Betriebsumgebung, Zuverlässigkeit und Versorgungszyklus. Darüber hinaus ist der Markteintritt schwierig, sodass die Marktstruktur von MCU im Allgemeinen relativ konzentriert ist. Im Jahr 2021 machten die fünf größten MCU-Unternehmen der Welt 82 % aus.

Derzeit befindet sich die MCU auf Autoebene meines Landes noch in der Einführungsphase, und die Lieferkette weist ein großes Potenzial für Land- und Inlandsalternativen auf.