Хяналтын ангийн чипийн танилцуулга
Хяналтын чип нь голчлон MCU (Microcontroller Unit)-ийг хэлдэг бөгөөд өөрөөр хэлбэл микроконтроллер нь нэг чип гэж нэрлэгддэг бөгөөд CPU-ийн давтамж, техникийн үзүүлэлтүүдийг зохих ёсоор багасгах, санах ой, таймер, A/D хувиргах, цаг, I. /O порт болон цуваа холбоо болон бусад функциональ модулиуд болон интерфейсүүдийг нэг чип дээр нэгтгэсэн.Терминалын удирдлагын функцийг хэрэгжүүлснээр өндөр гүйцэтгэл, бага эрчим хүч зарцуулалт, програмчлах боломжтой, уян хатан чанар сайтай давуу талтай.
Тээврийн хэрэгслийн хэмжигч түвшний MCU диаграмм
Автомашин бол MCU-ийн маш чухал хэрэглээний талбар бөгөөд IC Insights-ийн мэдээлснээр 2019 онд дэлхийн автомашины электроникийн MCU хэрэглээний 33 орчим хувийг эзэлж байна.Өндөр зэрэглэлийн загварт машин бүрийн ашигладаг MCUS-ийн тоо 100 дөхөж, жолоодох компьютер, LCD төхөөрөмж, хөдөлгүүр, явах эд анги, автомашины том жижиг эд анги зэрэгт MCU хяналт шаардлагатай.
Эхний үед 8 бит ба 16 битийн MCUS-ийг ихэвчлэн автомашинд ашигладаг байсан бол автомашины цахимжуулалт, оюун ухааныг тасралтгүй сайжруулснаар MCUS-ийн тоо, чанар шаардлагатай болж байна.Одоогийн байдлаар автомашины MCUS-д 32 битийн MCUS-ийн эзлэх хувь ойролцоогоор 60%-д хүрсэн бөгөөд үүнээс ARM-ийн Cortex цуврал цөм нь хямд өртөгтэй, маш сайн чадлын удирдлагатай тул автомашины MCU үйлдвэрлэгчдийн гол сонголт болж байна.
Автомашины MCU-ийн үндсэн үзүүлэлтүүд нь ажиллах хүчдэл, ажиллах давтамж, Flash болон RAM-ийн багтаамж, таймерын модуль ба сувгийн дугаар, ADC модуль ба сувгийн дугаар, цуваа холболтын интерфейсийн төрөл ба дугаар, оролт гаралтын оролт гаралтын портын дугаар, ажиллах температур, багц зэрэг орно. хэлбэр, үйл ажиллагааны аюулгүй байдлын түвшин.
Автомашины MCUS-ийг CPU-ийн битээр хуваавал үндсэндээ 8 бит, 16 бит, 32 бит гэж хувааж болно.Процессын шинэчлэлтийг хийснээр 32 битийн MCUS-ийн үнэ буурсаар байгаа бөгөөд энэ нь одоо үндсэн хэрэглээ болж, өнгөрсөн хугацаанд 8/16 битийн MCUS давамгайлж байсан програмууд болон зах зээлийг аажмаар сольж байна.
Хэрэглээний талбараас хамааран автомашины MCU-г биеийн домэйн, эрчим хүчний домэйн, явах эд анги, бүхээгийн домэйн, ухаалаг жолоодлогын домэйн гэж хувааж болно.Бүхээгийн домайны болон ухаалаг хөтөчийн домэйны хувьд MCU нь CAN FD, Ethernet зэрэг өндөр тооцоолох хүчин чадал, өндөр хурдны гадаад харилцааны интерфейстэй байх шаардлагатай.Биеийн домэйн нь мөн олон тооны гадаад холбооны интерфэйсүүдийг шаарддаг боловч MCU-ийн тооцоолох чадлын шаардлага харьцангуй бага байдаг бол эрчим хүчний домэйн болон явах эд анги нь илүү өндөр температур, үйл ажиллагааны аюулгүй байдлын түвшинг шаарддаг.
Явах эд ангийн домэйн хяналтын чип
Явах эд анги нь тээврийн хэрэгслийн жолоодлоготой холбоотой бөгөөд дамжуулах систем, жолооны систем, жолооны систем, тоормосны системээс бүрдэнэ.Энэ нь жолоодлого, тоормос, шилжүүлэх, тохируулагч, түдгэлзүүлэх систем гэсэн таван дэд системээс бүрдэнэ.Автомашины оюун ухаан хөгжихийн хэрээр ухаалаг тээврийн хэрэгслийн талаарх ойлголтыг таних, шийдвэр гаргах, гүйцэтгэлийг хянах зэрэг нь явах эд ангиудын үндсэн систем юм.Автомат жолоодлогын гүйцэтгэх төгсгөлийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь утсаар жолоодох ба хөтлөх утас юм.
(1) Ажлын шаардлага
Явах эд ангийн ECU нь өндөр хүчин чадалтай, өргөтгөх боломжтой функциональ аюулгүй байдлын платформыг ашигладаг бөгөөд мэдрэгчийн кластер болон олон тэнхлэгт инерцийн мэдрэгчийг дэмждэг.Энэхүү хэрэглээний хувилбар дээр үндэслэн MCU явах эд ангиудын домайнд дараах шаардлагыг санал болгож байна.
· Өндөр давтамж, өндөр тооцоолох хүчин чадал шаардагддаг, үндсэн давтамж нь 200MHz-ээс багагүй, тооцоолох хүчин чадал нь 300DMIPS-ээс багагүй байна.
· Flash хадгалах зай нь 2MB-аас багагүй, Flash кодтой, өгөгдөл Flash физик хуваалттай;
· RAM 512KB-аас багагүй;
· Аюулгүй байдлын түвшний өндөр шаардлага, ASIL-D түвшинд хүрэх боломжтой;
· 12 битийн нарийвчлалтай ADC-ийг дэмжих;
· 32 битийн өндөр нарийвчлалтай, өндөр синхрончлолын таймерыг дэмжих;
· Олон сувгийн CAN-FD-ийг дэмжих;
· 100M-ээс багагүй Ethernet-ийг дэмжих;
· Найдвартай байдал AEC-Q100 1-р зэрэглэлээс багагүй;
· Онлайн шинэчлэлтийг дэмжих (OTA);
· Програм хангамжийн баталгаажуулалтын функцийг дэмжих (үндэсний нууц алгоритм);
(2) Гүйцэтгэлийн шаардлага
· Цөмийн хэсэг:
I. Үндсэн давтамж: өөрөөр хэлбэл цөмийн дижитал импульсийн дохионы хэлбэлзлийн хурдыг илэрхийлэхэд ашигладаг цөм ажиллаж байх цагийн давтамж, үндсэн давтамж нь цөмийн тооцооны хурдыг шууд илэрхийлж чадахгүй.Цөмийн үйл ажиллагааны хурд нь цөмийн дамжуулах хоолой, кэш, зааврын багц гэх мэттэй холбоотой.
II.Тооцоолох чадвар: DMIPS-ийг ихэвчлэн үнэлгээнд ашиглаж болно.DMIPS нь MCU нэгдсэн жишиг хөтөлбөрийг туршиж үзэхэд харьцангуй гүйцэтгэлийг хэмждэг нэгж юм.
· Санах ойн параметрүүд:
I. Кодын санах ой: код хадгалахад ашигладаг санах ой;
II.Өгөгдлийн санах ой: өгөгдлийг хадгалахад ашигладаг санах ой;
III.RAM: Түр зуурын өгөгдөл, кодыг хадгалахад ашигладаг санах ой.
· Харилцаа холбооны автобус: автомашины тусгай автобус, ердийн холбооны автобус зэрэг;
· Өндөр нарийвчлалтай нэмэлт төхөөрөмж;
· Үйлдлийн температур;
(3) Аж үйлдвэрийн хэв маяг
Янз бүрийн автомашин үйлдвэрлэгчдийн ашигладаг цахилгаан болон электрон архитектур өөр өөр байх тул явах эд ангиудын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн шаардлагууд өөр өөр байх болно.Нэг машины үйлдвэрийн өөр өөр загваруудын тохиргоо өөр өөр байдаг тул явах эд ангийн ECU сонголт өөр байх болно.Эдгээр ялгаа нь явах эд ангиудын домэйнд өөр өөр MCU шаардлагуудыг бий болгоно.Жишээлбэл, Honda Accord нь явах эд ангиудын гурван домэйн MCU чип ашигладаг бол Audi Q7 нь 11 орчим явах эд ангийн MCU чип ашигладаг.2021 онд Хятадын маркийн суудлын автомашины үйлдвэрлэл 10 сая орчим, үүнээс MCUS унадаг дугуйн явах эд ангийн дундаж эрэлт 5, нийт зах зээл 50 сая орчимд хүрчээ.Явах эд ангийн домэйн даяар MCUS-ийн гол нийлүүлэгчид нь Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI болон ST юм.Эдгээр таван олон улсын хагас дамжуулагч үйлдвэрлэгчид нь явах эд ангийн MCUS домэйны зах зээлийн 99 гаруй хувийг эзэлдэг.
(4) Аж үйлдвэрийн саад бэрхшээл
Техникийн гол үүднээс авч үзвэл явах эд ангиудын EPS, EPB, ESC зэрэг бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь жолоочийн амьдралын аюулгүй байдалтай нягт холбоотой байдаг тул MCU явах эд ангиудын үйл ажиллагааны аюулгүй байдлын түвшин маш өндөр, үндсэндээ ASIL-D юм. түвшний шаардлага.MCU-ийн энэ функциональ аюулгүй байдлын түвшин Хятадад хоосон байна.Үйл ажиллагааны аюулгүй байдлын түвшингээс гадна явах эд ангиудын хэрэглээний хувилбарууд нь MCU давтамж, тооцоолох хүч, санах ойн багтаамж, захын гүйцэтгэл, захын нарийвчлал болон бусад үзүүлэлтүүдэд маш өндөр шаардлага тавьдаг.MCU явах эд анги нь үйлдвэрлэлийн маш өндөр саад тотгорыг бий болгосон бөгөөд үүнд дотоодын MCU үйлдвэрлэгчид сорьж, эвдэх шаардлагатай байна.
Нийлүүлэлтийн сүлжээний хувьд явах эд ангиудын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хяналтын чипэд өндөр давтамж, өндөр тооцоолох хүчин чадал шаардагддаг тул валют үйлдвэрлэх процесс, процесст харьцангуй өндөр шаардлага тавьдаг.Одоогийн байдлаар 200 МГц-ээс дээш MCU давтамжийн шаардлагыг хангахын тулд дор хаяж 55 нм процесс шаардлагатай мэт санагдаж байна.Үүнтэй холбогдуулан дотоодын MCU үйлдвэрлэлийн шугам бүрэн дуусаагүй, масс үйлдвэрлэлийн түвшинд хүрээгүй байна.Олон улсын хагас дамжуулагч үйлдвэрлэгчид валют цутгах үйлдвэрүүдийн хувьд IDM загварыг үндсэндээ нэвтрүүлсэн бөгөөд одоогоор зөвхөн TSMC, UMC, GF нар л тохирох чадвартай байдаг.Дотоодын чип үйлдвэрлэгчид бүгд Фаблесс компаниуд бөгөөд валют үйлдвэрлэх, хүчин чадлын баталгаа гаргахад бэрхшээл, тодорхой эрсдэлүүд байдаг.
Автономит жолоодлого гэх мэт тооцооллын үндсэн хувилбаруудад уламжлалт ерөнхий зориулалтын CPU нь тооцоолох үр ашиг багатай тул AI тооцоолох шаардлагад дасан зохицоход хэцүү байдаг ба Gpus, FPgas, ASics зэрэг хиймэл оюун ухааны чипүүд нь зах болон үүлэнд маш сайн гүйцэтгэлтэй байдаг. шинж чанартай бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг.Технологийн чиг хандлагын үүднээс авч үзвэл GPU нь богино хугацаанд AI чип нь давамгайлах бөгөөд урт хугацаанд ASIC нь эцсийн чиглэл байх болно.Зах зээлийн чиг хандлагын үүднээс авч үзвэл AI чипний дэлхийн эрэлт хурдацтай өсөлтийн хурдацтай хэвээр байх бөгөөд үүлэн болон захын чипүүд илүү их өсөх боломжтой бөгөөд зах зээлийн өсөлтийн хурд ойрын таван жилд 50% дөхөх төлөвтэй байна.Дотоодын чип технологийн үндэс суурь сул байгаа хэдий ч хиймэл оюун ухааны хэрэглээний программууд хурдацтай нэвтэрч байгаа ч AI чипний эрэлт хэрэгцээ хурдацтай байгаа нь орон нутгийн чипний аж ахуйн нэгжүүдийн технологи, чадавхийг нэмэгдүүлэх боломжийг бий болгож байна.Автономит жолоодлого нь тооцоолох хүч, саатал, найдвартай байдалд хатуу шаардлага тавьдаг.Одоогийн байдлаар GPU+FPGA шийдлүүдийг ихэвчлэн ашиглаж байна.Алгоритмуудын тогтвортой байдал, өгөгдөлд тулгуурласан ASics нь зах зээлийн орон зайг олж авах төлөвтэй байна.
Салбарыг урьдчилан таамаглах, оновчтой болгохын тулд CPU чип дээр маш их зай шаардлагатай бөгөөд ажил солих хоцролтыг багасгахын тулд янз бүрийн төлөвийг хэмнэдэг.Энэ нь мөн логик хяналт, цуваа ажиллагаа болон ерөнхий төрлийн өгөгдлийн үйл ажиллагаанд илүү тохиромжтой болгодог.GPU болон CPU-ийн жишээг CPU-тэй харьцуулбал GPU нь маш олон тооны тооцоолох нэгж, урт дамжуулах шугамыг ашигладаг бөгөөд зөвхөн маш энгийн хяналтын логик бөгөөд кэшийг арилгадаг.Процессор нь кэшийн зайд маш их зай эзэлдэг төдийгүй нарийн төвөгтэй хяналтын логик, олон тооны оновчлолын хэлхээтэй байдаг тул тооцоолох хүчин чадал нь зөвхөн багахан хэсэг юм.
Эрчим хүчний домэйн хяналтын чип
Power домэйн хянагч нь ухаалаг тэжээлийн удирдлагын нэгж юм.CAN/FLEXRAY-ийн тусламжтайгаар дамжуулалтын удирдлага, батарейны удирдлага, генераторын зохицуулалтыг хянах, голчлон цахилгаан дамжуулагчийг оновчтой болгох, удирдахад ашигладаг бол цахилгаан ухаалаг гэмтэлийг оношлох ухаалаг эрчим хүч хэмнэх, автобусны холбоо болон бусад функцуудыг гүйцэтгэдэг.
(1) Ажлын шаардлага
Эрчим хүчний домэйн хяналтын MCU нь дараах шаардлагуудтай BMS зэрэг эрчим хүчний томоохон програмуудыг дэмжих боломжтой.
· Өндөр үндсэн давтамж, үндсэн давтамж 600MHz~800MHz
· RAM 4MB
· Аюулгүй байдлын түвшний өндөр шаардлага, ASIL-D түвшинд хүрэх боломжтой;
· Олон сувгийн CAN-FD-ийг дэмжих;
· 2G Ethernet-ийг дэмжих;
· Найдвартай байдал AEC-Q100 1-р зэрэглэлээс багагүй;
· Програм хангамжийн баталгаажуулалтын функцийг дэмжих (үндэсний нууц алгоритм);
(2) Гүйцэтгэлийн шаардлага
Өндөр гүйцэтгэл: Энэхүү бүтээгдэхүүн нь ARM Cortex R5 хоёр цөмт түгжигдсэн процессор болон 4MB чип дээрх SRAM-ийг нэгтгэсэн бөгөөд автомашины хэрэглээний өсөн нэмэгдэж буй тооцоолох хүч, санах ойн хэрэгцээг дэмждэг.ARM Cortex-R5F CPU 800MHz хүртэл.Өндөр аюулгүй байдал: Тээврийн хэрэгслийн техникийн үзүүлэлтүүдийн найдвартай байдлын стандарт AEC-Q100 нь 1-р зэрэгт хүрч, ISO26262 функциональ аюулгүй байдлын түвшин ASIL D-д хүрдэг. Хоёр цөмт түгжигч процессор нь оношилгооны 99% хүртэл хамрах боломжтой.Суурилуулсан мэдээллийн аюулгүй байдлын модуль нь төрийн болон бизнесийн аюулгүй байдлын холбогдох стандартад нийцсэн жинхэнэ санамсаргүй тоо үүсгэгч, AES, RSA, ECC, SHA, техник хангамжийн хурдасгууруудыг нэгтгэдэг.Эдгээр мэдээллийн аюулгүй байдлын функцуудыг нэгтгэснээр аюулгүй эхлүүлэх, аюулгүй харилцаа холбоо, програм хангамжийг аюулгүй шинэчлэх, шинэчлэх зэрэг програмуудын хэрэгцээг хангаж чадна.
Биеийн талбайн хяналтын чип
Биеийн хэсэг нь биеийн янз бүрийн үйл ажиллагааг хянах үүрэгтэй.Тээврийн хэрэгсэл хөгжихийн хэрээр биеийн талбайн хянагч нь улам бүр нэмэгдэж, хянагчийн зардлыг бууруулах, тээврийн хэрэгслийн жинг багасгахын тулд урд хэсэг, дунд хэсэг, бүх функциональ төхөөрөмжийг нэгтгэх шаардлагатай болдог. арын тоормосны гэрэл, арын байрлалын гэрэл, арын хаалганы түгжээ, тэр ч байтугай давхар бэхэлгээний саваа гэх мэт машины хэсэг болон машины арын хэсгийг бүхэлд нь хянагч болгон нэгтгэдэг.
Биеийн бүсийн хянагч нь ерөнхийдөө BCM, PEPS, TPMS, Gateway болон бусад функцуудыг нэгтгэдэг боловч суудлын тохируулга, арын толин тусгалыг хянах, агааржуулалтын хяналт болон бусад функцуудыг өргөжүүлэх, идэвхжүүлэгч бүрийн иж бүрэн, нэгдсэн удирдлага, системийн нөөцийг оновчтой, үр дүнтэй хуваарилах боломжтой. .Биеийн бүсийн хянагчийн функцууд нь доор үзүүлсэн шиг маш олон байдаг боловч энд жагсаасан функцээр хязгаарлагдахгүй.
(1) Ажлын шаардлага
Автомашины электроникийн MCU хяналтын чипүүдэд тавигдах гол шаардлага нь тогтвортой байдал, найдвартай байдал, аюулгүй байдал, бодит цагийн болон бусад техникийн шинж чанар, түүнчлэн тооцоолох чадвар, хадгалах багтаамж өндөр, эрчим хүчний хэрэглээний индексийн шаардлага бага байх явдал юм.Биеийн талбайн хянагч нь төвлөрсөн бус функциональ суурилуулалтаас аажмаар биеийн электроникийн бүх үндсэн хөтчүүд, гол функцууд, гэрэл, хаалга, цонх гэх мэтийг нэгтгэсэн том хянагч руу шилжсэн. Биеийн талбайн хяналтын системийн загвар нь гэрэлтүүлэг, арчигч угаах, төвлөрсөн хэсгийг нэгтгэдэг. удирдлагын хаалганы түгжээ, Windows болон бусад удирдлага, PEPS ухаалаг түлхүүр, тэжээлийн удирдлага гэх мэт. Түүнчлэн гарц CAN, өргөтгөх боломжтой CANFD болон FLEXRAY, LIN сүлжээ, Ethernet интерфэйс, модуль боловсруулах, дизайн хийх технологи.
Ерөнхийдөө биеийн хэсэгт байрлах MCU үндсэн хяналтын чипийн дээр дурдсан хяналтын функцүүдийн ажлын шаардлага нь тооцоолох, боловсруулах гүйцэтгэл, функциональ нэгдэл, холбооны интерфейс, найдвартай байдал зэрэгт голчлон тусгагдсан байдаг.Тодорхой шаардлагын хувьд, цахилгаан цонх, автомат суудал, цахилгаан арын хаалга болон бусад биеийн хэрэглээ зэрэг биеийн хэсэгт янз бүрийн функциональ хэрэглээний хувилбаруудын функциональ ялгаатай байдлаас шалтгаалан өндөр үр ашигтай моторын удирдлагын хэрэгцээ хэвээр байгаа тул ийм биеийн хэрэглээнд MCU нь FOC цахим хяналтын алгоритм болон бусад функцуудыг нэгтгэх.Нэмж дурдахад, биеийн хэсэг дэх өөр өөр хэрэглээний хувилбарууд нь чипийн интерфейсийн тохиргоонд өөр өөр шаардлага тавьдаг.Тиймээс ихэвчлэн MCU-ийн биеийн талбайг тодорхой хэрэглээний хувилбарын функциональ болон гүйцэтгэлийн шаардлагын дагуу сонгох шаардлагатай бөгөөд үүний үндсэн дээр бүтээгдэхүүний өртгийн гүйцэтгэл, нийлүүлэлтийн чадвар, техникийн үйлчилгээ болон бусад хүчин зүйлсийг цогцоор нь хэмжих шаардлагатай байдаг.
(2) Гүйцэтгэлийн шаардлага
Биеийн талбайн хяналтын MCU чипийн үндсэн лавлах үзүүлэлтүүд нь дараах байдалтай байна.
Гүйцэтгэл: ARM Cortex-M4F@ 144MHz, 180DMIPS, суурилуулсан 8KB заавар Кэш кэш, Flash хурдатгалын нэгжийн гүйцэтгэлийн програмыг дэмжих 0 хүлээх.
Том багтаамжтай шифрлэгдсэн санах ой: 512К байт хүртэл eFlash, шифрлэгдсэн хадгалалт, хуваалтын удирдлага, өгөгдөл хамгаалах, ECC баталгаажуулалтыг дэмждэг, 100,000 устгах хугацаа, 10 жил өгөгдөл хадгалах;Техник хангамжийн тэнцвэрийг дэмждэг 144К байт SRAM.
Нэгдсэн баялаг харилцааны интерфейс: Олон сувгийн GPIO, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP болон бусад интерфэйсүүдийг дэмжинэ.
Нэгдсэн өндөр хүчин чадалтай симулятор: 12бит 5Msps өндөр хурдны ADC, төмөр замаас төмөр зам хүртэлх бие даасан үйлдлийн өсгөгч, өндөр хурдны аналог харьцуулагч, 12бит 1Msps DAC-ийг дэмжих;Гадаад оролтын бие даасан лавлах хүчдэлийн эх үүсвэр, олон сувгийн багтаамжтай мэдрэгчтэй товчлуурыг дэмжих;Өндөр хурдны DMA хянагч.
Дотоод RC эсвэл гадаад болор цагны оролтыг дэмжинэ, өндөр найдвартай дахин тохируулна.
Суурилуулсан тохируулгын RTC бодит цагийн цаг, үсрэлтийн жилийн мөнхийн хуанли, дохиоллын үйл явдал, үе үе сэрэхийг дэмждэг.
Өндөр нарийвчлалтай цаг хэмжигчийг дэмжинэ.
Техник хангамжийн түвшний аюулгүй байдлын онцлогууд: AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5 алгоритмуудыг дэмждэг шифрлэлтийн алгоритмын техник хангамжийг хурдасгах хөдөлгүүр;Flash санах ойн шифрлэлт, олон хэрэглэгчийн хуваалтын менежмент (MMU), TRNG үнэн санамсаргүй тоо үүсгэгч, CRC16/32 ажиллагаа;Бичих хамгаалалт (WRP), олон унших хамгаалалт (RDP) түвшин (L0/L1/L2);Аюулгүй байдлын эхлэл, програмын шифрлэлт татаж авах, аюулгүй байдлын шинэчлэлтийг дэмжих.
Цагны эвдрэлийн хяналт, нураалтын эсрэг хяналтыг дэмжинэ.
96 битийн UID ба 128 битийн UCID.
Өндөр найдвартай ажлын орчин: 1.8V ~ 3.6V/-40℃ ~ 105℃.
(3) Аж үйлдвэрийн хэв маяг
Биеийн талбайн цахим систем нь гадаад, дотоодын аж ахуйн нэгжүүдийн өсөлтийн эхний шатанд байна.BCM, PEPS, хаалга цонх, суудал хянагч болон бусад нэг үйлдэлт бүтээгдэхүүн зэрэг гадаадын аж ахуйн нэгжүүд техникийн гүн хуримтлалтай байдаг бол гадаадын томоохон компаниуд бүтээгдэхүүний шугамын өргөн хүрээг хамарч, системийн интеграцийн бүтээгдэхүүн хийх үндэс суурийг тавьж байна. .Дотоодын аж ахуйн нэгжүүд шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгслийн биеийг ашиглахад тодорхой давуу талтай байдаг.BYD-ийг жишээ болгон авч үзвэл, BYD-ийн шинэ эрчим хүчний тээврийн хэрэгсэлд биеийн хэсгийг баруун, зүүн хэсэгт хувааж, системийн интеграцийн бүтээгдэхүүнийг дахин зохион байгуулж, тодорхойлсон байдаг.Гэсэн хэдий ч биеийн талбайн хяналтын чипүүдийн хувьд MCU-ийн гол нийлүүлэгч нь Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST болон бусад олон улсын чип үйлдвэрлэгчид хэвээр байгаа бөгөөд дотоодын чип үйлдвэрлэгчид одоогоор зах зээлд бага эзлэх хувьтай байна.
(4) Аж үйлдвэрийн саад бэрхшээл
Харилцаа холбооны үүднээс авч үзвэл уламжлалт архитектур-эрлийз архитектур- Автомашины компьютерийн эцсийн платформын хувьслын үйл явц байдаг.Харилцааны хурдны өөрчлөлт, түүнчлэн өндөр функциональ аюулгүй байдлын үндсэн тооцооллын хүчин чадлын үнийг бууруулах нь гол асуудал бөгөөд ирээдүйд үндсэн хянагчийн цахим түвшинд янз бүрийн функцүүдийн нийцтэй байдлыг аажмаар хэрэгжүүлэх боломжтой юм.Жишээлбэл, биеийн бүсийн хянагч нь уламжлалт BCM, PEPS, чимхэхээс хамгаалах функцуудыг нэгтгэж чаддаг.Харьцангуй биеийн хэсгийн хяналтын чипийн техникийн саад тотгор нь эрчим хүчний хэсэг, бүхээгийн талбай гэх мэтээс доогуур байдаг бөгөөд дотоодын чипүүд их биеийн хэсэгт томоохон нээлт хийж, дотоодын орлуулалтыг аажмаар хэрэгжүүлэхээр төлөвлөж байна.Сүүлийн жилүүдэд биеийн хэсгийн урд болон хойд угсралтын дотоодын MCU зах зээл маш сайн хөгжиж байна.
Бүхээг удирдах чип
Цахилгаанжуулалт, тагнуул, сүлжээ нь автомашины электрон болон цахилгааны архитектурын хөгжлийг хурдасгаж, домэйн хяналтын чиглэлд хүргэсэн бөгөөд бүхээг нь тээврийн хэрэгслийн аудио, видео үзвэрийн системээс ухаалаг бүхээгт хүртэл хурдацтай хөгжиж байна.Бүхээг нь хүн-компьютерийн харилцан үйлчлэлийн интерфэйстэй, гэхдээ энэ нь өмнөх мэдээллийн систем эсвэл одоогийн ухаалаг бүхээг эсэхээс үл хамааран тооцоолох хурдтай хүчирхэг SOC-тэй байхаас гадна үүнийг шийдвэрлэхэд өндөр бодит цагийн MCU хэрэгтэй. тээврийн хэрэгсэлтэй өгөгдлийн харилцан үйлчлэл.Ухаалаг бүхээгт програм хангамжаар тодорхойлогдсон тээврийн хэрэгсэл, OTA болон Autosar-ыг аажмаар сурталчлах нь бүхээг дэх MCU нөөцөд тавигдах шаардлагыг улам өндөр болгож байна.Ялангуяа FLASH болон RAM-ийн багтаамжийн эрэлт нэмэгдэж байгаа нь PIN тоолох эрэлт нэмэгдэж байгаа бөгөөд илүү төвөгтэй функцууд нь илүү хүчирхэг програмыг гүйцэтгэх чадварыг шаарддаг, гэхдээ бас илүү баялаг автобусны интерфейстэй болсон.
(1) Ажлын шаардлага
Бүхээгийн хэсэгт байрлах MCU нь системийн тэжээлийн удирдлага, асаах цагийн менежмент, сүлжээний удирдлага, оношлогоо, тээврийн хэрэгслийн мэдээллийн харилцан үйлчлэл, түлхүүр, арын гэрэлтүүлгийн удирдлага, аудио DSP/FM модулийн удирдлага, системийн цагийн менежмент болон бусад функцуудыг гүйцэтгэдэг.
MCU нөөцийн шаардлага:
· Үндсэн давтамж, тооцоолох хүчин чадал нь тодорхой шаардлага тавьдаг, үндсэн давтамж нь 100MHz-ээс багагүй, тооцоолох хүчин чадал нь 200DMIPS-ээс багагүй;
· Flash хадгалах зай 1MB-аас багагүй, Flash кодтой, өгөгдөл Flash физик хуваалттай;
· RAM 128KB-аас багагүй;
· Аюулгүй байдлын түвшний өндөр шаардлага, ASIL-B түвшинд хүрэх боломжтой;
· Олон сувгийн ADC-ийг дэмжих;
· Олон сувгийн CAN-FD-ийг дэмжих;
· Тээврийн хэрэгслийн зохицуулалт AEC-Q100 зэрэглэл1;
· Онлайн шинэчлэлтийг дэмжих (OTA), Flash-ийг дэмжих давхар банк;
· Аюулгүй ажиллагааг дэмжихийн тулд SHE/HSM-гэрлийн түвшин ба түүнээс дээш мэдээллийн шифрлэлтийн хөдөлгүүр шаардлагатай;
· Pin тоо 100PIN-ээс багагүй;
(2) Гүйцэтгэлийн шаардлага
IO нь өргөн хүчдэлийн тэжээлийн хангамжийг (5.5v~2.7v), IO порт нь хэт хүчдэлийн хэрэглээг дэмждэг;
Олон дохионы оролт нь тэжээлийн батерейны хүчдэлээс хамаарч хэлбэлзэж, хэт хүчдэл үүсч болно.Хэт хүчдэл нь системийн тогтвортой байдал, найдвартай байдлыг сайжруулдаг.
Санах ойн амьдрал:
Машины ашиглалтын хугацаа 10-аас дээш жил байдаг тул машины MCU программ хадгалах, мэдээлэл хадгалах нь илүү урт наслах шаардлагатай.Хөтөлбөрийн хадгалалт болон өгөгдөл хадгалах нь тусдаа биет хуваалттай байх шаардлагатай бөгөөд програмын санах ойг бага дахин устгах шаардлагатай тул Тэсвэрлэлт>10К, харин өгөгдөл хадгалах газрыг илүү олон удаа устгах шаардлагатай тул илүү олон тооны устгах шаардлагатай. .Өгөгдлийн флаш үзүүлэлтийг үзнэ үү. Тэсвэрлэлт>100К, 15 жил (<1К).10 жил (<100К).
Харилцаа холбооны автобусны интерфейс;
Тээврийн хэрэгсэлд автобусны холбооны ачаалал улам бүр нэмэгдэж байгаа тул уламжлалт CAN нь холбооны хэрэгцээг хангахаа больж, өндөр хурдны CAN-FD автобусны эрэлт нэмэгдэж, CAN-FD-ийг дэмжих нь аажмаар MCU стандарт болсон. .
(3) Аж үйлдвэрийн хэв маяг
Одоогийн байдлаар дотоодын ухаалаг бүхээгийн MCU-ийн эзлэх хувь маш бага хэвээр байгаа бөгөөд гол нийлүүлэгчид нь NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip болон бусад олон улсын MCU үйлдвэрлэгчид хэвээр байна.Дотоодын хэд хэдэн MCU үйлдвэрлэгчид загвар зохион байгуулалтад орсон бөгөөд зах зээлийн гүйцэтгэлийг харах хэвээр байна.
(4) Аж үйлдвэрийн саад бэрхшээл
Ухаалаг бүхээгийн машины зохицуулалтын түвшин болон функциональ аюулгүй байдлын түвшин харьцангуй өндөр биш байгаа нь ноу-хаугийн хуримтлал, бүтээгдэхүүнийг тасралтгүй давтах, сайжруулах хэрэгцээ шаардлагаас шалтгаална.Үүний зэрэгцээ дотоодын үйлдвэрүүдэд MCU үйлдвэрлэлийн шугам төдийлөн байдаггүй тул үйл явц нь харьцангуй хоцрогдсон, үндэсний үйлдвэрлэлийн ханган нийлүүлэлтийн сүлжээнд хүрэхийн тулд тодорхой хугацаа шаардагддаг бөгөөд зардал өндөр, өрсөлдөөний дарамтаас үүдэлтэй байж болно. олон улсын үйлдвэрлэгчид илүү .
Дотоодын хяналтын чипийн хэрэглээ
Автомашины хяналтын чип нь ихэвчлэн машины MCU дээр суурилдаг бөгөөд Зигуан Гуовэй, Хуада хагас дамжуулагч, Шанхай Шинти, Жаойи инноваци, Жиефа технологи, Шинчи технологи, Бээжин Жунжэн, Шенжэнь Сихуа, Шанхайн Ципувэй, Үндэсний технологи гэх мэт дотоодын тэргүүлэгч аж ахуйн нэгжүүд бүгд байдаг. автомашины хэмжээний MCU бүтээгдэхүүний дараалал, жишиг гадаад аварга бүтээгдэхүүн, одоогоор ARM архитектур дээр суурилсан.Зарим аж ахуйн нэгжүүд мөн RISC-V архитектурын судалгаа, хөгжүүлэлтийг хийсэн.
Одоогийн байдлаар дотоодын тээврийн хэрэгслийн хяналтын домэйн чип нь автомашины урд ачааллын зах зээлд голчлон ашиглагдаж байгаа бөгөөд автомашины биеийн домэйн болон мэдээллийн зугаа цэнгэлийн домэйнд ашиглагдаж байгаа бол явах эд анги, эрчим хүчний домэйн болон бусад салбарт давамгайлсан хэвээр байна. stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments, Microchip Semiconductor зэрэг хилийн чанадад чип үйлдвэрлэдэг аваргууд бөгөөд дотоодын цөөхөн хэдэн аж ахуйн нэгжүүд олноор үйлдвэрлэх програмуудыг хэрэгжүүлсэн.Одоогийн байдлаар дотоодын чип үйлдвэрлэгч Chipchi компани 2022 оны 4-р сард ARM Cortex-R5F дээр суурилсан, функциональ аюулгүй байдлын түвшин ASIL D, AEC-Q100 1-р зэрэглэлийн температурыг дэмждэг, CPU давтамж 800 МГц хүртэлх өндөр хүчин чадалтай хяналтын чип E3 цуврал бүтээгдэхүүнийг худалдаанд гаргах болно. , 6 хүртэлх CPU цөмтэй.Энэ нь дотоодын өндөр зэрэглэлийн аюулгүй байдлын өндөр түвшний тээврийн хэрэгслийн хэмжигч MCU зах зээл дэх цоорхойг нөхөж, өндөр гүйцэтгэлтэй, өндөр найдвартай, BMS, ADAS, VCU зэрэгт ашиглах боломжтой, одоо байгаа олон тооны үйлдвэрлэсэн тээврийн хэрэгслийн хэмжигч MCU-д хамгийн өндөр үзүүлэлттэй бүтээгдэхүүн юм. -утас явах эд анги, багаж хэрэгсэл, HUD, ухаалаг арын толь болон бусад тээврийн хэрэгслийн үндсэн хяналтын талбарууд.100 гаруй хэрэглэгчид GAC, Geely гэх мэт бүтээгдэхүүний дизайнд зориулж E3-ийг ашигласан.
Дотоодын хянагчийн үндсэн бүтээгдэхүүний хэрэглээ
Шуудангийн цаг: 2023 оны 7-р сарын 19