Voor een traditioneel brandstofvoertuig zijn ongeveer 500 tot 600 chips nodig, en voor ongeveer 1.000 lichte gemengde auto's, plug-in hybrides en puur elektrische voertuigen zijn er minimaal 2.000 chips nodig.
Dit betekent dat in het proces van de snelle ontwikkeling van slimme elektrische voertuigen niet alleen de vraag naar geavanceerde proceschips blijft toenemen, maar ook de vraag naar traditionele chips zal blijven toenemen. Dit is de MCU. Naast de toename van het aantal fietsen brengt de domeincontroller ook een nieuwe vraag met zich mee naar MCU's met hoge beveiliging, hoge betrouwbaarheid en hoge rekenkracht.
MCU, MicroController Unit, ook wel bekend als een single-chip microcomputer/microcontroller/single-chip microcomputer, integreert de CPU, het geheugen en randapparatuurfuncties op één chip om een computer op chipniveau te vormen met besturingsfuncties. Het wordt voornamelijk gebruikt voor signaalverwerking en -besturing. Het vormt de kern van het intelligente besturingssysteem.
MCU's en auto-elektronica, industrie, computers en netwerken, consumentenelektronica, huishoudelijke apparaten en het Internet of Things zijn nauw verbonden met ons leven. Auto-elektronica is de grootste markt voor auto-elektronica en auto-elektronica is wereldwijd goed voor 33% van de markt.
MCU-structuur
De MCU bestaat hoofdzakelijk uit de centrale processor (CPU), geheugen (ROM en RAM), invoer- en uitvoer-I/O-interface, seriële poort, teller, enz.
CPUDe centrale processor (CPU) is de kerncomponent binnen een MCU. Deze componenten kunnen de rekenkundige en logische bewerkingen van de gegevens, de verwerking van bitvariabelen en de gegevensoverdracht uitvoeren. De besturingselementen coördineren het werk volgens een bepaalde tijdsvolgorde om de instructies te analyseren en uit te voeren.
ROM: Read-only geheugen is een programmageheugen dat wordt gebruikt om door fabrikanten geschreven programma's op te slaan. De informatie wordt op een niet-destructieve manier uitgelezen. Essentie
RAMRandom Access Memory is een datageheugen dat rechtstreeks gegevens uitwisselt met de CPU. De gegevens kunnen niet worden bewaard na een stroomstoring. Het programma kan op elk moment tijdens de uitvoering worden geschreven en gelezen. Het wordt over het algemeen gebruikt als tijdelijk gegevensopslagmedium voor besturingssystemen of andere actieve programma's.
De relatie tussen CPU en MCU:
De CPU is de kern van de operationele besturing. Naast de CPU bevat de MCU ook ROM of RAM, een chip op chipniveau. Veelvoorkomende chips zijn SOC (System On Chip), ook wel systeemchips genoemd, die systeemcode kunnen opslaan en uitvoeren, QNX, Linux en andere besturingssystemen kunnen draaien, inclusief meerdere processoreenheden (CPU + GPU + DSP + NPU + opslag + interface-eenheid).
MCU-cijfers
Het getal verwijst naar de breedte van de MCU die gegevens verwerkt. Hoe hoger het aantal cijfers, hoe krachtiger de MCU-gegevensverwerkingscapaciteit. Momenteel zijn de belangrijkste cijfers 8, 16 en 32 cijfers, waarvan 32 bits het grootste deel uitmaakt en snel groeit.
In toepassingen in de auto-elektronica zijn de kosten van een 8-bits MCU laag en eenvoudig te ontwikkelen. Momenteel wordt deze vooral gebruikt voor relatief eenvoudige besturing, zoals verlichting, regenwaterafvoer, ramen, stoelen en deuren. Voor complexere aspecten, zoals instrumentendisplays, informatiesystemen voor voertuigentertainment, vermogensregelsystemen, chassis, rijassistentiesystemen, enz., wordt echter voornamelijk 32-bits gebruikt, en iteratieve evolutie van elektrificatie, intelligentie en netwerken in de auto-industrie. De rekenkrachtvereisten voor een MCU worden ook steeds hoger.
MCU-auto-authenticatie
Voordat de MCU-leverancier het OEM-toeleveringsketensysteem betreedt, moeten doorgaans drie belangrijke certificeringen worden voltooid: de ontwerpfase moet voldoen aan de functionele beveiligingsnorm ISO 26262, de stroom- en verpakkingsfase moet voldoen aan AEC-Q001 ~ 004 en IATF16949, en tijdens de certificeringstestfase moeten AEC-Q100/Q104 worden gevolgd.
Onder deze normen definieert ISO 26262 de vier beveiligingsniveaus van ASIL, van laag naar hoog, A, B, C en D; AEC-Q100 is onderverdeeld in vier betrouwbaarheidsniveaus, van laag naar hoog, respectievelijk 3, 2, 1 en 0, 3, 2, 1 en 0 Essentie De certificering van de AEC-Q100-serie duurt over het algemeen 1-2 jaar, terwijl de ISO 26262-certificering moeilijker is en de cyclus langer is.
De toepassing van MCU in de slimme elektrische voertuigindustrie
De toepassing van MCU's in de auto-industrie is zeer breed. Zo wordt de fronttafel ingezet voor carrosserie-accessoires, aandrijfsystemen, chassis, voertuiginformatie en entertainment en intelligent rijden. Met de komst van het tijdperk van slimme elektrische voertuigen zal de vraag naar MCU-producten alleen maar toenemen.
Elektriciteit:
1. Batterijbeheersysteem BMS: Het BMS moet het laden en ontladen, de temperatuur en de batterijbalans regelen. Het hoofdbedieningspaneel vereist een MCU en elke slaveconsole vereist ook één MCU;
2.Voertuigcontroller VCU:Het energiebeheer van elektrische voertuigen moet de voertuigcontroller vergroten en is tegelijkertijd uitgerust met 32-bits high-end MCU's, die verschillen van de plannen van elke fabriek;
3.Motorcontroller/versnellingsbakcontroller: Vervanging van de voorraad, omvormerregeling voor elektrische voertuigen MCU alternatieve olie voertuigmotorregelaar. Vanwege het hoge motortoerental moet de reductor worden afgeremd. De versnellingsbakregelaar.
Intelligentie:
1. Momenteel bevindt de binnenlandse automobielmarkt zich nog in de L2-fase van hogesnelheidspenetratie. Vanwege de uitgebreide kosten- en prestatieoverwegingen breidt de OEM de ADAS-functie uit en hanteert nog steeds een gedistribueerde architectuur. Met de toename van de laadsnelheid neemt ook de MCU van de sensorinformatieverwerking dienovereenkomstig toe.
2. Door het toenemende aantal cockpitfuncties wordt de rol van chips met hogere nieuwe energie steeds belangrijker en is de bijbehorende MCU-status afgenomen.
Ambacht
De MCU zelf stelt hoge eisen aan rekenkracht en stelt geen hoge eisen aan geavanceerde processen. Tegelijkertijd beperkt de ingebouwde embedded storage zelf ook de verbetering van het MCU-proces. Gebruik het 28nm-proces met MCU-producten. De specificaties van de voertuigregelgeving zijn voornamelijk 8-inch wafers. Sommige fabrikanten, met name IDM, zijn begonnen met de overstap naar een 12-inch platform.
De huidige 28nm- en 40nm-processen vormen de hoofdmoot van de markt.
Typische ondernemingen in binnen- en buitenland
Vergeleken met MCU's voor consumptie- en industriële toepassingen stelt de MCU voor personenauto's hogere eisen aan de operationele omgeving, betrouwbaarheid en leveringscyclus. Bovendien is de markt voor MCU's moeilijk te betreden, waardoor deze over het algemeen relatief geconcentreerd is. In 2021 vertegenwoordigden de vijf grootste MCU-bedrijven ter wereld 82% van de totale markt.
Momenteel bevindt de MCU op autoniveau van mijn land zich nog in de introductieperiode en de toeleveringsketen heeft een groot potentieel voor land- en binnenlandse alternativeisering.
Plaatsingstijd: 08-07-2023
