Einführung in den Control-Class-Chip
Der Steuerchip bezieht sich hauptsächlich auf die MCU (Microcontroller Unit), d. h. den Mikrocontroller, auch Einzelchip genannt. Er reduziert die CPU-Frequenz und -Spezifikationen entsprechend und integriert Speicher, Timer, A/D-Wandlung, Uhr, E/A-Port und serielle Kommunikation sowie weitere Funktionsmodule und Schnittstellen auf einem einzigen Chip. Durch die Realisierung der Terminal-Steuerfunktion bietet er die Vorteile hoher Leistung, geringen Stromverbrauch, Programmierbarkeit und hoher Flexibilität.
MCU-Diagramm des Fahrzeugmessstands
Die Automobilindustrie ist ein sehr wichtiger Anwendungsbereich für MCUs. Laut Daten von IC Insights betrug der weltweite MCU-Einsatz in der Automobilelektronik im Jahr 2019 etwa 33 %. Die Anzahl der in jedem Auto in High-End-Modellen verwendeten MCUs liegt bei fast 100. Von Fahrcomputern und LCD-Instrumenten bis hin zu Motoren, Fahrgestellen – große und kleine Komponenten im Auto benötigen eine MCU-Steuerung.
Anfangs wurden in Automobilen hauptsächlich 8-Bit- und 16-Bit-MCUS verwendet. Mit der kontinuierlichen Verbesserung der Elektronisierung und Intelligenz von Automobilen stiegen jedoch auch die Anzahl und Qualität der benötigten MCUS. Derzeit liegt der Anteil der 32-Bit-MCUS in Automobil-MCUS bei etwa 60 %. Der Kernel der Cortex-Serie von ARM ist aufgrund seiner geringen Kosten und der hervorragenden Leistungsregelung die gängige Wahl der Automobil-MCU-Hersteller.
Zu den wichtigsten Parametern von Automotive-MCUs zählen Betriebsspannung, Betriebsfrequenz, Flash- und RAM-Kapazität, Timermodul und Kanalnummer, ADC-Modul und Kanalnummer, Typ und Nummer der seriellen Kommunikationsschnittstelle, Nummer der Eingangs- und Ausgangs-E/A-Ports, Betriebstemperatur, Gehäuseform und funktionale Sicherheitsstufe.
Unterteilt nach CPU-Bits kann Automotive-MCUS hauptsächlich in 8 Bit, 16 Bit und 32 Bit unterteilt werden. Mit der Prozessverbesserung sinken die Kosten für 32-Bit-MCUS weiter, sodass es sich mittlerweile zum Mainstream entwickelt hat und nach und nach die Anwendungen und Märkte ersetzt, die in der Vergangenheit von 8/16-Bit-MCUS dominiert wurden.
Die Automobil-MCU lässt sich nach Anwendungsbereichen in die Bereiche Karosserie, Stromversorgung, Fahrwerk, Cockpit und intelligentes Fahren unterteilen. Für den Cockpit- und den intelligenten Fahrbereich benötigt die MCU eine hohe Rechenleistung und schnelle externe Kommunikationsschnittstellen wie CAN FD und Ethernet. Auch der Karosseriebereich erfordert eine große Anzahl externer Kommunikationsschnittstellen, die Rechenleistung der MCU ist jedoch relativ gering. Der Stromversorgungs- und der Fahrwerksbereich erfordern hingegen höhere Betriebstemperaturen und ein höheres Maß an funktionaler Sicherheit.
Chassis-Domänen-Steuerchip
Der Fahrwerksbereich ist mit dem Fahren des Fahrzeugs verbunden und besteht aus Getriebe, Antriebssystem, Lenksystem und Bremssystem. Er besteht aus fünf Subsystemen: Lenkung, Bremsen, Schaltung, Gaspedal und Federung. Mit der Entwicklung intelligenter Fahrzeuge sind Wahrnehmungserkennung, Entscheidungsplanung und Steuerungsausführung die Kernsysteme des Fahrwerksbereichs. Steering-by-Wire und Drive-by-Wire sind die Kernkomponenten für die Steuerung des autonomen Fahrens.
(1) Stellenanforderungen
Die Chassis-Domain-ECU nutzt eine leistungsstarke, skalierbare funktionale Sicherheitsplattform und unterstützt Sensor-Clustering sowie mehrachsige Trägheitssensoren. Basierend auf diesem Anwendungsszenario werden folgende Anforderungen an die Chassis-Domain-MCU vorgeschlagen:
· Hohe Frequenz und hohe Rechenleistungsanforderungen, die Hauptfrequenz beträgt nicht weniger als 200 MHz und die Rechenleistung beträgt nicht weniger als 300 DMIPS
· Der Flash-Speicherplatz beträgt mindestens 2 MB, mit physischer Code-Flash- und Daten-Flash-Partition;
· RAM mindestens 512 KB;
· Hohe Anforderungen an die funktionale Sicherheit, kann ASIL-D-Niveau erreichen;
· Unterstützt 12-Bit-Präzisions-ADC;
· Unterstützt 32-Bit-Timer mit hoher Präzision und hoher Synchronisierung;
· Unterstützt Mehrkanal-CAN-FD;
· Unterstützt mindestens 100M Ethernet;
· Zuverlässigkeit nicht niedriger als AEC-Q100 Grade1;
· Unterstützt Online-Upgrades (OTA);
· Unterstützt die Firmware-Verifizierungsfunktion (National Secret Algorithmus);
(2) Leistungsanforderungen
· Kernel-Teil:
I. Kernfrequenz: Dies ist die Taktfrequenz, wenn der Kernel arbeitet. Sie wird verwendet, um die Geschwindigkeit der digitalen Impulssignalschwingung des Kernels darzustellen. Die Hauptfrequenz kann die Berechnungsgeschwindigkeit des Kernels nicht direkt darstellen. Die Betriebsgeschwindigkeit des Kernels hängt auch mit der Kernel-Pipeline, dem Cache, dem Befehlssatz usw. zusammen.
II. Rechenleistung: Zur Bewertung kann üblicherweise DMIPS verwendet werden. DMIPS ist eine Einheit, die die relative Leistung des integrierten MCU-Benchmark-Programms beim Testen misst.
· Speicherparameter:
I. Codespeicher: Speicher zum Speichern von Code;
II. Datenspeicher: Speicher, der zum Speichern von Daten dient;
III.RAM: Speicher zum Speichern temporärer Daten und Codes.
· Kommunikationsbus: einschließlich spezieller Automobilbusse und konventioneller Kommunikationsbusse;
· Hochpräzise Peripheriegeräte;
· Betriebstemperatur;
(3) Industrielles Muster
Da die elektrischen und elektronischen Architekturen der verschiedenen Automobilhersteller variieren, variieren auch die Komponentenanforderungen für den Fahrwerksbereich. Aufgrund der unterschiedlichen Konfigurationen verschiedener Modelle desselben Automobilherstellers wird auch die ECU-Auswahl für den Fahrwerksbereich unterschiedlich ausfallen. Diese Unterschiede führen zu unterschiedlichen MCU-Anforderungen für den Fahrwerksbereich. Beispielsweise verwendet der Honda Accord drei MCU-Chips für den Fahrwerksbereich und der Audi Q7 etwa 11 MCU-Chips für den Fahrwerksbereich. Im Jahr 2021 wurden von chinesischen Marken etwa 10 Millionen Personenkraftwagen produziert. Davon beträgt die durchschnittliche Nachfrage nach MCUS für den Fahrwerksbereich von Fahrrädern 5, und der Gesamtmarkt hat etwa 50 Millionen erreicht. Die Hauptlieferanten von MCUS für den Fahrwerksbereich sind Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI und ST. Diese fünf internationalen Halbleiteranbieter decken mehr als 99 % des Marktes für MCUS für den Fahrwerksbereich ab.
(4) Industrielle Barrieren
Aus technischer Sicht sind Fahrwerkskomponenten wie EPS, EPB und ESC eng mit der Sicherheit des Fahrers verbunden. Daher ist das funktionale Sicherheitsniveau von Fahrwerks-MCUs sehr hoch und entspricht im Wesentlichen den Anforderungen von ASIL-D. Dieses funktionale Sicherheitsniveau von MCUs wird in China nicht erreicht. Neben dem funktionalen Sicherheitsniveau stellen die Anwendungsszenarien von Fahrwerkskomponenten sehr hohe Anforderungen an MCU-Frequenz, Rechenleistung, Speicherkapazität, Peripherieleistung und -genauigkeit usw. Fahrwerks-MCUs haben eine sehr hohe Branchenbarriere geschaffen, die von inländischen MCU-Herstellern überwunden werden muss.
Aufgrund der hohen Frequenz- und Rechenleistungsanforderungen an die Steuerchips der Chassis-Domain-Komponenten werden in Bezug auf die Lieferkette relativ hohe Anforderungen an die Waferproduktion gestellt. Derzeit scheint ein 55-nm-Prozess erforderlich zu sein, um die MCU-Frequenzanforderungen über 200 MHz zu erfüllen. In dieser Hinsicht ist die inländische MCU-Produktionslinie unvollständig und hat noch nicht das Niveau der Massenproduktion erreicht. Internationale Halbleiterhersteller haben im Wesentlichen das IDM-Modell übernommen. Was die Wafer-Foundries betrifft, verfügen derzeit nur TSMC, UMC und GF über entsprechende Kapazitäten. Inländische Chiphersteller sind allesamt Fabless-Unternehmen, und die Waferherstellung und die Kapazitätssicherung sind mit Herausforderungen und gewissen Risiken verbunden.
In zentralen Computing-Szenarien wie dem autonomen Fahren lassen sich herkömmliche Allzweck-CPUs aufgrund ihrer geringen Rechenleistung nur schwer an die KI-Computing-Anforderungen anpassen. KI-Chips wie GPUs, FPGAs und ASICs bieten hingegen mit ihren spezifischen Eigenschaften eine hervorragende Leistung am Edge und in der Cloud und sind weit verbreitet. Aus Sicht der Technologietrends werden GPUs kurzfristig weiterhin die dominierenden KI-Chips sein, während ASICs langfristig die entscheidende Richtung vorgeben. Aus Sicht der Markttrends wird die weltweite Nachfrage nach KI-Chips weiterhin rasant wachsen. Cloud- und Edge-Chips haben das größte Wachstumspotenzial. Die Marktwachstumsrate wird in den nächsten fünf Jahren voraussichtlich bei fast 50 % liegen. Obwohl die Grundlage der inländischen Chiptechnologie schwach ist, bietet die rasante Verbreitung von KI-Anwendungen Möglichkeiten für das Technologie- und Leistungswachstum lokaler Chipunternehmen. Autonomes Fahren stellt hohe Anforderungen an Rechenleistung, Verzögerung und Zuverlässigkeit. Derzeit werden hauptsächlich GPU- und FPGA-Lösungen eingesetzt. Dank der Stabilität von Algorithmen und der Datensteuerung werden ASICs voraussichtlich Marktanteile gewinnen.
Für die Verzweigungsvorhersage und -optimierung sowie das Speichern verschiedener Zustände zur Reduzierung der Latenz beim Taskwechsel wird viel Platz auf dem CPU-Chip benötigt. Dadurch eignet er sich auch besser für logische Steuerung, serielle Operationen und allgemeine Datenoperationen. Nehmen wir GPU und CPU als Beispiel: Im Vergleich zur CPU verwendet die GPU eine große Anzahl von Recheneinheiten und eine lange Pipeline, verfügt nur über eine sehr einfache Steuerlogik und verzichtet auf den Cache. Die CPU benötigt nicht nur viel Platz durch den Cache, sondern verfügt auch über eine komplexe Steuerlogik und viele Optimierungsschaltungen, was im Vergleich dazu nur einen geringen Anteil an Rechenleistung darstellt.
Power Domain-Steuerchip
Der Power Domain Controller ist eine intelligente Antriebsstrang-Managementeinheit. Mit CAN/FLEXRAY werden Getriebemanagement, Batteriemanagement und die Überwachung der Lichtmaschinenregelung realisiert. Er wird hauptsächlich zur Optimierung und Steuerung des Antriebsstrangs verwendet und bietet neben der intelligenten elektrischen Fehlerdiagnose auch intelligente Energieeinsparung, Buskommunikation und andere Funktionen.
(1) Stellenanforderungen
Die Power Domain Control-MCU kann wichtige Anwendungen im Energiebereich, wie z. B. BMS, mit den folgenden Anforderungen unterstützen:
· Hohe Hauptfrequenz, Hauptfrequenz 600 MHz ~ 800 MHz
· RAM 4 MB
· Hohe Anforderungen an die funktionale Sicherheit, kann ASIL-D-Niveau erreichen;
· Unterstützt Mehrkanal-CAN-FD;
· Unterstützt 2G-Ethernet;
· Zuverlässigkeit nicht niedriger als AEC-Q100 Grade1;
· Unterstützt die Firmware-Verifizierungsfunktion (National Secret Algorithmus);
(2) Leistungsanforderungen
Hohe Leistung: Das Produkt integriert die ARM Cortex R5 Dual-Core Lock-Step CPU und 4 MB On-Chip-SRAM, um die steigenden Anforderungen an Rechenleistung und Speicherkapazität von Automobilanwendungen zu unterstützen. ARM Cortex-R5F CPU mit bis zu 800 MHz. Hohe Sicherheit: Der Zuverlässigkeitsstandard der Fahrzeugspezifikation AEC-Q100 erreicht Grad 1 und die funktionale Sicherheitsstufe ISO26262 erreicht ASIL D. Die Dual-Core Lock-Step CPU kann eine Diagnoseabdeckung von bis zu 99 % erreichen. Das integrierte Informationssicherheitsmodul integriert einen echten Zufallszahlengenerator, AES, RSA, ECC, SHA und Hardwarebeschleuniger, die den relevanten Standards der staatlichen und geschäftlichen Sicherheit entsprechen. Die Integration dieser Informationssicherheitsfunktionen kann die Anforderungen von Anwendungen wie sicherem Start, sicherer Kommunikation und sicheren Firmware-Updates und -Upgrades erfüllen.
Chip zur Körperbereichskontrolle
Der Karosseriebereich ist hauptsächlich für die Steuerung verschiedener Karosseriefunktionen verantwortlich. Mit der Weiterentwicklung des Fahrzeugs wird auch die Anzahl der Karosseriesteuerungen immer größer. Um die Kosten der Steuerung zu senken und das Gewicht des Fahrzeugs zu reduzieren, müssen alle Funktionsgeräte von der Vorderseite über die Mitte bis hin zur Rückseite des Fahrzeugs, wie z. B. das hintere Bremslicht, das hintere Positionslicht, das hintere Türschloss und sogar die doppelte Haltestange, in eine einheitliche Steuerung integriert werden.
Der Body Area Controller integriert in der Regel BCM, PEPS, TPMS, Gateway und weitere Funktionen, kann aber auch die Sitzverstellung, die Rückspiegelsteuerung, die Klimaanlagensteuerung und weitere Funktionen erweitern, die Steuerung aller Aktuatoren umfassend und einheitlich gestalten und die Systemressourcen sinnvoll und effektiv verteilen. Die Funktionen eines Body Area Controllers sind vielfältig, wie unten gezeigt, aber nicht auf die hier aufgeführten beschränkt.
(1) Stellenanforderungen
Die Hauptanforderungen der Automobilelektronik an MCU-Steuerchips sind bessere Stabilität, Zuverlässigkeit, Sicherheit, Echtzeit und andere technische Eigenschaften sowie höhere Rechenleistung und Speicherkapazität und geringere Anforderungen an den Stromverbrauchsindex. Der Karosseriebereichscontroller hat sich schrittweise von einer dezentralisierten Funktionsbereitstellung zu einem großen Controller entwickelt, der alle grundlegenden Antriebe der Karosserieelektronik, Schlüsselfunktionen, Lichter, Türen, Fenster usw. integriert. Das Design des Karosseriebereichssteuerungssystems integriert Beleuchtung, Scheibenwischer, zentrale Türverriegelung, Fenster und andere Bedienelemente, intelligente PEPS-Schlüssel, Energieverwaltung usw. Sowie Gateway-CAN, erweiterbares CANFD und FLEXRAY, LIN-Netzwerk, Ethernet-Schnittstelle und Modulentwicklungs- und Designtechnologie.
Die Anforderungen an die oben genannten Steuerungsfunktionen des MCU-Hauptsteuerchips im Karosseriebereich betreffen im Allgemeinen Rechenleistung, Funktionsintegration, Kommunikationsschnittstelle und Zuverlässigkeit. Aufgrund der unterschiedlichen Funktionen in verschiedenen Anwendungsszenarien im Karosseriebereich (z. B. elektrische Fensterheber, automatische Sitze, elektrische Heckklappe) besteht weiterhin Bedarf an einer hocheffizienten Motorsteuerung. Für derartige Karosserieanwendungen muss der MCU einen FOC-Steueralgorithmus und weitere Funktionen integrieren. Darüber hinaus stellen unterschiedliche Anwendungsszenarien im Karosseriebereich unterschiedliche Anforderungen an die Schnittstellenkonfiguration des Chips. Daher ist es in der Regel erforderlich, den MCU für den Karosseriebereich entsprechend den Funktions- und Leistungsanforderungen des jeweiligen Anwendungsszenarios auszuwählen und auf dieser Grundlage das Preis-Leistungs-Verhältnis, die Lieferfähigkeit, den technischen Service und weitere Faktoren umfassend zu bewerten.
(2) Leistungsanforderungen
Die wichtigsten Referenzindikatoren des MCU-Chips zur Körperbereichssteuerung sind wie folgt:
Leistung: ARM Cortex-M4F@ 144 MHz, 180 DMIPS, integrierter 8-KB-Befehlscache, unterstützt Flash-Beschleunigungseinheit-Ausführungsprogramm 0 Wartezeit.
Verschlüsselter Speicher mit großer Kapazität: bis zu 512 KB eFlash, unterstützt verschlüsselten Speicher, Partitionsverwaltung und Datenschutz, unterstützt ECC-Verifizierung, 100.000 Löschvorgänge, 10 Jahre Datenaufbewahrung; 144 KB SRAM, unterstützt Hardwareparität.
Integrierte umfangreiche Kommunikationsschnittstellen: Unterstützt mehrkanalige GPIO-, USART-, UART-, SPI-, QSPI-, I2C-, SDIO-, USB2.0-, CAN 2.0B-, EMAC-, DVP- und andere Schnittstellen.
Integrierter Hochleistungssimulator: Unterstützt 12-Bit 5Msps Hochgeschwindigkeits-ADC, Rail-to-Rail-unabhängigen Operationsverstärker, Hochgeschwindigkeits-Analogkomparator, 12-Bit 1Msps DAC; Unterstützt externe eingangsunabhängige Referenzspannungsquelle, kapazitive Mehrkanal-Touch-Taste; Hochgeschwindigkeits-DMA-Controller.
Unterstützt internen RC- oder externen Quarztakteingang, hochzuverlässiges Zurücksetzen.
Integrierte RTC-Echtzeituhr mit Kalibrierung, Unterstützung für ewigen Schaltjahrkalender, Alarmereignisse, regelmäßiges Aufwachen.
Unterstützt hochpräzisen Zeitzähler.
Sicherheitsfunktionen auf Hardwareebene: Hardwarebeschleunigungs-Engine für Verschlüsselungsalgorithmen, unterstützt AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5-Algorithmen; Flash-Speicherverschlüsselung, Multi-User-Partitionsverwaltung (MMU), TRNG-Zufallszahlengenerator, CRC16/32-Betrieb; unterstützt Schreibschutz (WRP), mehrere Leseschutzstufen (RDP) (L0/L1/L2); unterstützt sicheren Start, Download von Programmverschlüsselung und Sicherheitsupdates.
Unterstützt die Überwachung von Uhrausfällen und die Abbruchsicherung.
96-Bit-UID und 128-Bit-UCID.
Äußerst zuverlässige Arbeitsumgebung: 1,8 V ~ 3,6 V/-40 °C ~ 105 °C.
(3) Industrielles Muster
Die Entwicklung elektronischer Karosseriesysteme befindet sich bei ausländischen und inländischen Unternehmen in der frühen Wachstumsphase. Ausländische Unternehmen verfügen über ein umfassendes technisches Know-how in den Bereichen BCM, PEPS, Türen und Fenster, Sitzsteuerungen und anderen Einzelfunktionsprodukten, während die großen ausländischen Unternehmen ein breites Produktspektrum abdecken, was ihnen die Grundlage für die Entwicklung systemintegrierter Produkte bietet. Inländische Unternehmen haben bestimmte Vorteile bei der Anwendung von Karosserien für Fahrzeuge mit alternativer Antriebstechnik. Nehmen wir BYD als Beispiel: Bei BYDs Fahrzeug mit alternativer Antriebstechnik ist die Karosserie in einen linken und einen rechten Bereich unterteilt, und das Produkt der Systemintegration ist neu angeordnet und definiert. Bei Karosserie-Steuerchips sind die Hauptlieferanten von MCUs jedoch nach wie vor Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST und andere internationale Chiphersteller, während inländische Chiphersteller derzeit einen geringen Marktanteil haben.
(4) Industrielle Barrieren
Aus Kommunikationssicht befindet sich die Entwicklung von der traditionellen Architektur zur Hybridarchitektur hin zur endgültigen Fahrzeugcomputerplattform im Gange. Entscheidend sind veränderte Kommunikationsgeschwindigkeiten und die Kostensenkung bei hoher Funktionssicherheit der Basisrechenleistung. Dadurch kann die Kompatibilität verschiedener Funktionen auf elektronischer Ebene des Basiscontrollers zukünftig schrittweise realisiert werden. Beispielsweise kann der Karosseriecontroller herkömmliche BCM-, PEPS- und Ripple-Anti-Pinch-Funktionen integrieren. Die technischen Hürden für Karosseriesteuerchips sind vergleichsweise niedriger als für den Stromversorgungs- oder Cockpitbereich. Inländische Chips werden voraussichtlich im Karosseriebereich einen großen Durchbruch erzielen und schrittweise durch inländische Chips ersetzt werden. In den letzten Jahren hat sich der Markt für inländische MCUs im Bereich der Front- und Heckmontage im Karosseriebereich sehr dynamisch entwickelt.
Cockpit-Steuerchip
Elektrifizierung, Intelligenz und Vernetzung haben die Entwicklung der elektronischen und elektrischen Architektur im Automobil hin zur Domänensteuerung beschleunigt, und auch das Cockpit entwickelt sich rasant vom Audio- und Video-Entertainmentsystem zum intelligenten Cockpit. Das Cockpit verfügt über eine Schnittstelle zur Mensch-Computer-Interaktion. Doch egal, ob es sich um das frühere Infotainmentsystem oder das heutige intelligente Cockpit handelt, es benötigt neben einem leistungsstarken SOC mit hoher Rechengeschwindigkeit auch eine MCU mit hoher Echtzeitfähigkeit, um die Dateninteraktion mit dem Fahrzeug zu bewältigen. Die allmähliche Verbreitung von softwaredefinierten Fahrzeugen, OTA und Autosar im intelligenten Cockpit erhöht die Anforderungen an die MCU-Ressourcen im Cockpit zunehmend. Dies spiegelt sich insbesondere in der steigenden Nachfrage nach FLASH- und RAM-Kapazität wider, und auch die Nachfrage nach der PIN-Anzahl steigt. Komplexere Funktionen erfordern leistungsfähigere Programmausführungskapazitäten, verfügen aber auch über eine umfangreichere Busschnittstelle.
(1) Stellenanforderungen
Die MCU im Kabinenbereich realisiert hauptsächlich die Systemenergieverwaltung, die Einschaltzeitverwaltung, die Netzwerkverwaltung, die Diagnose, die Fahrzeugdateninteraktion, die Schlüssel- und Hintergrundbeleuchtungsverwaltung, die Verwaltung des Audio-DSP/FM-Moduls, die Systemzeitverwaltung und andere Funktionen.
MCU-Ressourcenanforderungen:
· An die Hauptfrequenz und die Rechenleistung werden bestimmte Anforderungen gestellt: Die Hauptfrequenz beträgt nicht weniger als 100 MHz und die Rechenleistung nicht weniger als 200 DMIPS.
· Der Flash-Speicherplatz beträgt mindestens 1 MB, mit physischer Code-Flash- und Daten-Flash-Partition;
· RAM mindestens 128 KB;
· Hohe Anforderungen an die funktionale Sicherheit, kann ASIL-B-Niveau erreichen;
· Unterstützt Mehrkanal-ADC;
· Unterstützt Mehrkanal-CAN-FD;
· Fahrzeugvorschriftenklasse AEC-Q100 Klasse 1;
· Unterstützt Online-Upgrades (OTA), Flash unterstützt Dual Bank;
· Zur Unterstützung eines sicheren Starts ist eine Informationsverschlüsselungs-Engine auf SHE/HSM-Light-Niveau und darüber erforderlich.
· Die Pin-Anzahl beträgt nicht weniger als 100 PINs;
(2) Leistungsanforderungen
IO unterstützt eine Weitspannungsversorgung (5,5 V bis 2,7 V), IO-Port unterstützt Überspannungsnutzung;
Viele Signaleingänge schwanken je nach Spannung der Stromversorgungsbatterie, und es kann zu Überspannungen kommen. Überspannung kann die Systemstabilität und -zuverlässigkeit verbessern.
Speicherlebensdauer:
Der Lebenszyklus eines Autos beträgt mehr als 10 Jahre, daher müssen Programm- und Datenspeicher der MCU des Autos eine längere Lebensdauer haben. Programm- und Datenspeicher müssen über separate physische Partitionen verfügen, und der Programmspeicher muss seltener gelöscht werden (Ausdauer > 10.000), während der Datenspeicher häufiger gelöscht werden muss (Ausdauer > 100.000), also mehr Löschvorgänge. Siehe Daten-Flash-Anzeige: Lebensdauer > 100.000, 15 Jahre (< 1.000). 10 Jahre (< 100.000).
Kommunikationsbusschnittstelle;
Die Buskommunikationslast im Fahrzeug wird immer höher, sodass der herkömmliche CAN-Bus den Kommunikationsbedarf nicht mehr decken kann. Die Nachfrage nach Hochgeschwindigkeits-CAN-FD-Bussen steigt immer mehr, und die Unterstützung von CAN-FD ist allmählich zum MCU-Standard geworden.
(3) Industrielles Muster
Derzeit ist der Anteil inländischer Smart-Cabin-MCUs noch sehr gering. Die Hauptlieferanten sind nach wie vor NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip und andere internationale MCU-Hersteller. Eine Reihe inländischer MCU-Hersteller ist bereits im Markt vertreten, die Marktentwicklung bleibt abzuwarten.
(4) Industrielle Barrieren
Der Regulierungs- und Funktionssicherheitsgrad intelligenter Fahrzeugkabinen ist relativ niedrig, was hauptsächlich auf die Ansammlung von Know-how und die Notwendigkeit kontinuierlicher Produktiteration und -verbesserung zurückzuführen ist. Gleichzeitig ist der Prozess aufgrund der geringen Anzahl an MCU-Produktionslinien in inländischen Fabriken relativ rückständig. Es dauert eine gewisse Zeit, bis die nationale Produktionslieferkette erreicht ist. Dies kann zu höheren Kosten führen und der Wettbewerbsdruck mit internationalen Herstellern ist größer.
Anwendung des Haushaltskontrollchips
Auto-Steuerchips basieren hauptsächlich auf Auto-MCUs. Inländische führende Unternehmen wie Ziguang Guowei, Huada Semiconductor, Shanghai Xinti, Zhaoyi Innovation, Jiefa Technology, Xinchi Technology, Beijing Junzheng, Shenzhen Xihua, Shanghai Qipuwei und National Technology verfügen alle über MCU-Produktreihen im Automaßstab und setzen Maßstäbe bei ausländischen Riesenprodukten, die derzeit auf der ARM-Architektur basieren. Einige Unternehmen betreiben auch Forschung und Entwicklung im Bereich der RISC-V-Architektur.
Derzeit werden inländische Fahrzeugsteuerungschips hauptsächlich im Frontladermarkt für Autos eingesetzt und in den Bereichen Karosserie und Infotainment eingesetzt. Im Fahrwerk, der Stromversorgung und anderen Bereichen wird der Chip jedoch noch immer von ausländischen Chipgiganten wie stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments und Microchip Semiconductor dominiert, und nur wenige inländische Unternehmen haben Anwendungen in der Massenproduktion realisiert. Der inländische Chiphersteller Chipchi wird im April 2022 Hochleistungs-Steuerchips der E3-Serie auf Basis von ARM Cortex-R5F auf den Markt bringen. Diese Chips erreichen die funktionale Sicherheitsstufe ASIL D, unterstützen den Temperaturbereich AEC-Q100 Grad 1, haben eine CPU-Frequenz von bis zu 800 MHz und verfügen über bis zu 6 CPU-Kerne. Es handelt sich um das leistungsstärkste Produkt im Bereich der bestehenden Serienproduktion von Fahrzeuganzeige-MCUs und füllt die Lücke im inländischen Markt für hochwertige, hochsichere Fahrzeuganzeige-MCUs. Mit ihrer hohen Leistung und Zuverlässigkeit können sie in BMS, ADAS, VCU, By-Wire-Fahrwerken, Instrumenten, HUD, intelligenten Rückspiegeln und anderen zentralen Fahrzeugsteuerungsbereichen eingesetzt werden. Mehr als 100 Kunden haben E3 für ihr Produktdesign übernommen, darunter GAC, Geely usw.
Anwendung von Kernprodukten für Haushaltscontroller
Veröffentlichungszeit: 19. Juli 2023
