Увядзенне мікрасхемы класа кіравання
Чып кіравання ў асноўным адносіцца да MCU (блок мікракантролера), гэта значыць, мікракантролер, таксама вядомы як адзіны чып, павінен паменшыць частату працэсара і спецыфікацыі належным чынам, а таксама памяць, таймер, аналагава-цыфравае пераўтварэнне, гадзіннік, I /O порт і паслядоўная сувязь і іншыя функцыянальныя модулі і інтэрфейсы, інтэграваныя на адным чыпе. Рэалізуючы функцыю кіравання тэрміналам, ён мае такія перавагі, як высокая прадукцыйнасць, нізкае энергаспажыванне, праграмуемасць і высокая гнуткасць.
Дыяграма MCU ўзроўню габарытаў аўтамабіля
Аўтамабільная прамысловасць з'яўляецца вельмі важнай сферай прымянення MCU. Згодна з дадзенымі IC Insights, у 2019 годзе глабальнае прымяненне MCU у аўтамабільнай электроніцы складала каля 33%. Колькасць MCUS, якія выкарыстоўваюцца кожным аўтамабілем у мадэлях высокага класа, набліжаецца да 100, ад камп'ютараў кіравання, вадкакрысталічных прыбораў да рухавікоў, шасі, вялікіх і малых кампанентаў аўтамабіля, якія патрабуюць кіравання MCU.
Раней 8- і 16-бітныя MCUS у асноўным выкарыстоўваліся ў аўтамабілях, але з бесперапынным удасканаленнем аўтамабільнай электронізацыі і інтэлекту колькасць і якасць неабходных MCUS таксама павялічваюцца. У цяперашні час доля 32-разрадных MCUS у аўтамабільных MCUS дасягнула каля 60%, з якіх ядро серыі Cortex ад ARM з-за нізкай кошту і выдатнага кантролю магутнасці з'яўляецца асноўным выбарам вытворцаў аўтамабільных MCU.
Асноўныя параметры аўтамабільнага MCU ўключаюць працоўнае напружанне, рабочую частату, ёмістасць флэш-памяці і аператыўнай памяці, модуль таймера і нумар канала, модуль АЛП і нумар канала, тып і нумар паслядоўнага інтэрфейсу сувязі, нумар порта ўводу і вываду, працоўную тэмпературу, пакет форма і ўзровень функцыянальнай бяспекі.
Падзяліўшы на біты працэсара, аўтамабільны MCUS можна ў асноўным падзяліць на 8 біт, 16 біт і 32 біты. З абнаўленнем працэсу кошт 32-разраднага MCUS працягвае падаць, і цяпер ён стаў мэйнстрымам і паступова замяняе прыкладанні і рынкі, дзе ў мінулым дамінаваў 8/16-разрадны MCUS.
Калі падзяліць у залежнасці ад вобласці прымянення, аўтамабільны MCU можна падзяліць на дамен кузава, дамен харчавання, дамен шасі, дамен кабіны і дамен інтэлектуальнага кіравання. Для дамена кабіны і інтэлектуальнага прывада MCU павінен мець высокую вылічальную магутнасць і высакахуткасныя знешнія інтэрфейсы сувязі, такія як CAN FD і Ethernet. Дамен кузава таксама патрабуе вялікай колькасці знешніх інтэрфейсаў сувязі, але патрабаванні да вылічальнай магутнасці MCU адносна нізкія, у той час як дамен харчавання і шасі патрабуюць больш высокіх узроўняў працоўнай тэмпературы і функцыянальнай бяспекі.
Мікрасхема кіравання даменам шасі
Дамен шасі звязаны з кіраваннем аўтамабіля і складаецца з сістэмы трансмісіі, сістэмы кіравання, сістэмы рулявога кіравання і тармазной сістэмы. Ён складаецца з пяці падсістэм, а менавіта рулявога кіравання, тармажэння, пераключэння перадач, дросельнай засланкі і сістэмы падвескі. З развіццём аўтамабільнага інтэлекту, распазнаванне ўспрымання, планаванне рашэнняў і выкананне кантролю інтэлектуальных транспартных сродкаў з'яўляюцца асноўнымі сістэмамі вобласці шасі. Рулявое кіраванне па правадах і прывад па правадах з'яўляюцца асноўнымі кампанентамі выканаўчай часткі аўтаматычнага кіравання.
(1) Патрабаванні да працы
ЭБУ дамена шасі выкарыстоўвае высокапрадукцыйную маштабаваную платформу функцыянальнай бяспекі і падтрымлівае кластэрызацыю датчыкаў і шматвосевыя інерцыяльныя датчыкі. На аснове гэтага сцэнарыя прымянення прапануюцца наступныя патрабаванні да MCU дамена шасі:
· Патрабаванні да высокай частаты і высокай вылічальнай магутнасці, асноўная частата не менш за 200 МГц і вылічальная магутнасць не менш за 300 DMIPS
· Прастора флэш-назапашвальніка не менш за 2 МБ, з фізічным раздзелам Flash кода і дадзеных Flash;
· Аператыўная памяць не менш за 512 КБ;
· Высокія патрабаванні да ўзроўню функцыянальнай бяспекі, могуць дасягаць узроўню ASIL-D;
· Падтрымка 12-бітнага дакладнага АЛП;
· Падтрымка 32-разраднага высокадакладнага таймера высокай сінхранізацыі;
· Падтрымка шматканальнага CAN-FD;
· Падтрымка не менш за 100M Ethernet;
· Надзейнасць не ніжэй за AEC-Q100 Grade1;
· Падтрымка онлайн-абнаўлення (OTA);
· Падтрымка функцыі праверкі прашыўкі (алгарытм нацыянальнай сакрэтнасці);
(2) Патрабаванні да прадукцыйнасці
· Частка ядра:
I. Асноўная частата: гэта значыць тактавая частата, калі ядро працуе, якая выкарыстоўваецца для прадстаўлення хуткасці ваганняў лічбавага імпульснага сігналу ядра, а асноўная частата не можа непасрэдна прадстаўляць хуткасць вылічэнняў ядра. Хуткасць працы ядра таксама звязана з канвеерам ядра, кэшам, наборам інструкцый і г.д.
II. Вылічальная магутнасць: DMIPS звычайна можна выкарыстоўваць для ацэнкі. DMIPS - гэта адзінка, якая вымярае адносную прадукцыйнасць убудаванай эталоннай праграмы MCU падчас яе тэставання.
· Параметры памяці:
I. Памяць кода: памяць, якая выкарыстоўваецца для захоўвання кода;
II. Памяць даных: памяць, якая выкарыстоўваецца для захоўвання даных;
III.RAM: памяць, якая выкарыстоўваецца для захоўвання часовых даных і кода.
· Аўтобус сувязі: у тым ліку аўтамабільны спецыяльны аўтобус і звычайны аўтобус сувязі;
· Высокадакладная перыферыя;
· Працоўная тэмпература;
(3) Прамысловы ўзор
Паколькі электрычная і электронная архітэктура, якая выкарыстоўваецца рознымі аўтавытворцамі, будзе адрознівацца, патрабаванні да кампанентаў для дамена шасі будуць адрознівацца. З-за рознай канфігурацыі розных мадэляў аднаго і таго ж аўтазавода выбар ЭБУ вобласці шасі будзе адрознівацца. Гэтыя адрозненні прывядуць да розных патрабаванняў MCU да дамена шасі. Напрыклад, Honda Accord выкарыстоўвае тры мікрасхемы MCU дамена шасі, а Audi Q7 выкарыстоўвае каля 11 чыпаў MCU дамена шасі. У 2021 годзе вытворчасць легкавых аўтамабіляў кітайскай маркі складае каля 10 мільёнаў, з якіх сярэдні попыт на веласіпедныя шасі дамена MCUS складае 5, а агульны рынак дасягнуў каля 50 мільёнаў. Асноўнымі пастаўшчыкамі MCUS ва ўсім дамене шасі з'яўляюцца Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI і ST. Гэтыя пяць міжнародных пастаўшчыкоў паўправаднікоў складаюць больш за 99% рынку дамена шасі MCUS.
(4) Прамысловыя бар'еры
З ключавога тэхнічнага пункту гледжання кампаненты дамена шасі, такія як EPS, EPB, ESC, цесна звязаны з бяспекай жыцця кіроўцы, таму ўзровень функцыянальнай бяспекі дамена шасі MCU вельмі высокі, у асноўным ASIL-D патрабаванні да ўзроўню. Гэты ўзровень функцыянальнай бяспекі MCU пусты ў Кітаі. У дадатак да ўзроўню функцыянальнай бяспекі сцэнарыі прымянення кампанентаў шасі маюць вельмі высокія патрабаванні да частаты MCU, вылічальнай магутнасці, аб'ёму памяці, перыферыйнай прадукцыйнасці, перыферыйнай дакладнасці і іншых аспектаў. Дамен шасі MCU сфармаваў вельмі высокі галіновы бар'ер, які патрабуе айчынных вытворцаў MCU, каб кінуць выклік і зламацца.
З пункту гледжання ланцужка паставак, з-за патрабаванняў высокай частаты і высокай вылічальнай магутнасці для чыпа кіравання кампанентаў дамена шасі адносна працэсу і працэсу вытворчасці пласцін вылучаюцца адносна высокія патрабаванні. У цяперашні час здаецца, што для задавальнення патрабаванняў MCU да частоты вышэй за 200 МГц патрабуецца не менш за 55 нм працэс. У гэтым плане айчынная вытворчая лінія MCU не завершана і не дасягнула ўзроўню масавай вытворчасці. Міжнародныя вытворцы паўправаднікоў у асноўным прынялі мадэль IDM, з пункту гледжання ліцейных цэхаў пласцін, у цяперашні час толькі TSMC, UMC і GF маюць адпаведныя магчымасці. Усе айчынныя вытворцы чыпаў - гэта кампаніі Fabless, і ў вытворчасці пласцін і забеспячэнні магутнасці існуюць праблемы і пэўныя рызыкі.
У сцэнарыях асноўных вылічэнняў, такіх як аўтаномнае кіраванне, традыцыйныя цэнтральныя працэсары агульнага прызначэння цяжка адаптаваць да вылічальных патрабаванняў штучнага інтэлекту з-за іх нізкай вылічальнай эфектыўнасці, а мікрасхемы штучнага інтэлекту, такія як Gpus, FPgas і ASics, маюць выдатную прадукцыйнасць на мяжы і ў воблаку са сваімі ўласнымі характарыстыкі і шырока выкарыстоўваюцца. З пункту гледжання тэхналагічных тэндэнцый, графічны працэсар па-ранейшаму будзе дамінуючым чыпам штучнага інтэлекту ў кароткатэрміновай перспектыве, а ў доўгатэрміновай перспектыве галоўным напрамкам з'яўляецца ASIC. З пункту гледжання рынкавых тэндэнцый, глабальны попыт на мікрасхемы штучнага інтэлекту будзе падтрымліваць хуткі тэмп росту, а воблачныя і краявыя мікрасхемы маюць большы патэнцыял росту, і чакаецца, што тэмпы росту рынку складуць каля 50% у наступныя пяць гадоў. Нягледзячы на тое, што аснова айчынных чып-тэхналогій слабая, з хуткім прызямленнем прыкладанняў штучнага інтэлекту хуткі аб'ём попыту на чыпы штучнага інтэлекту стварае магчымасці для росту тэхналогій і магчымасцей мясцовых прадпрыемстваў чыпаў. Аўтаномнае кіраванне мае жорсткія патрабаванні да вылічальнай магутнасці, затрымкі і надзейнасці. У цяперашні час у асноўным выкарыстоўваюцца рашэнні GPU+FPGA. Чакаецца, што дзякуючы стабільнасці алгарытмаў і кіраванню дадзенымі ASics заваюе прастору на рынку.
На чыпе ЦП патрабуецца шмат месца для прагназавання і аптымізацыі разгалінаванняў, захавання розных станаў для памяншэння затрымкі пераключэння задач. Гэта таксама робіць яго больш прыдатным для лагічнага кіравання, паслядоўнай працы і працы з дадзенымі агульнага тыпу. Возьмем у якасці прыкладу GPU і CPU. У параўнанні з CPU, GPU выкарыстоўвае вялікую колькасць вылічальных блокаў і доўгі канвеер, толькі вельмі простую логіку кіравання і ліквідацыю кэша. ЦП не толькі займае шмат месца ў кэшы, але таксама мае складаную логіку кіравання і мноства схем аптымізацыі, у параўнанні з вылічальнай магутнасцю гэта толькі невялікая частка.
Мікрасхема кіравання даменам харчавання
Кантролер дамена харчавання - гэта інтэлектуальны блок кіравання трансмісіяй. З дапамогай CAN/FLEXRAY для дасягнення кіравання трансмісіяй, кіравання акумулятарамі, маніторынгу рэгулявання генератара, у асноўным выкарыстоўваецца для аптымізацыі трансмісіі і кіравання, у той час як электрычная інтэлектуальная дыягностыка няспраўнасцяў інтэлектуальная эканомія энергіі, сувязь па шыне і іншыя функцыі.
(1) Патрабаванні да працы
MCU кіравання даменам харчавання можа падтрымліваць асноўныя прыкладанні ў электраэнергетыцы, такія як BMS, з наступнымі патрабаваннямі:
· Высокая асноўная частата, асноўная частата 600 МГц ~ 800 МГц
· Аператыўная памяць 4 Мб
· Высокія патрабаванні да ўзроўню функцыянальнай бяспекі, могуць дасягаць узроўню ASIL-D;
· Падтрымка шматканальнага CAN-FD;
· Падтрымка 2G Ethernet;
· Надзейнасць не ніжэй за AEC-Q100 Grade1;
· Падтрымка функцыі праверкі прашыўкі (алгарытм нацыянальнай сакрэтнасці);
(2) Патрабаванні да прадукцыйнасці
Высокая прадукцыйнасць: Прадукт аб'ядноўвае двух'ядравы працэсар ARM Cortex R5 і 4 МБ убудаванай аператыўнай памяці SRAM для падтрымкі растучых патрабаванняў да вылічальнай магутнасці і памяці для аўтамабільных прыкладанняў. Працэсар ARM Cortex-R5F да 800 МГц. Высокая бяспека: стандарт надзейнасці транспартнага сродку AEC-Q100 дасягае 1-га класа, а ўзровень функцыянальнай бяспекі ISO26262 дасягае ASIL D. Двух'ядравы працэсар з крокам блакіроўкі можа дасягнуць дыягнастычнага пакрыцця да 99%. Убудаваны модуль інфармацыйнай бяспекі аб'ядноўвае сапраўдны генератар выпадковых лікаў, AES, RSA, ECC, SHA і апаратныя паскаральнікі, якія адпавядаюць адпаведным стандартам бяспекі дзяржавы і бізнесу. Інтэграцыя гэтых функцый інфармацыйнай бяспекі можа задаволіць патрэбы такіх прыкладанняў, як бяспечны запуск, бяспечная сувязь, бяспечнае абнаўленне і мадэрнізацыя прашыўкі.
Мікрасхема кантролю вобласці цела
Вобласць цела ў асноўным адказвае за кантроль розных функцый арганізма. З развіццём транспартнага сродку, кантролер вобласці кузава таксама ўсё больш і больш, каб знізіць кошт кантролера, паменшыць вагу транспартнага сродку, інтэграцыя павінна змясціць усе функцыянальныя прылады, ад пярэдняй часткі, сярэдняй часткі частка аўтамабіля і задняя частка аўтамабіля, напрыклад, задні стоп-сігнал, задні габарытны ліхтар, замак задніх дзвярэй і нават двайны стрыжань уніфікаванай інтэграцыі ў агульны кантролер.
Кантролер вобласці цела звычайна аб'ядноўвае BCM, PEPS, TPMS, шлюз і іншыя функцыі, але таксама можа пашырыць рэгуляванне сядзення, кіраванне люстэркам задняга выгляду, кіраванне кандыцыянерам паветра і іншыя функцыі, комплекснае і адзінае кіраванне кожным прывадам, разумнае і эфектыўнае размеркаванне сістэмных рэсурсаў . Функцыі кантролера вобласці цела шматлікія, як паказана ніжэй, але не абмяжоўваюцца пералічанымі тут.
(1) Патрабаванні да працы
Асноўнымі патрабаваннямі аўтамабільнай электронікі да мікрасхем кіравання MCU з'яўляюцца лепшая стабільнасць, надзейнасць, бяспека, характарыстыкі ў рэжыме рэальнага часу і іншыя тэхнічныя характарыстыкі, а таксама больш высокая вылічальная прадукцыйнасць і ёмістасць захоўвання, а таксама больш нізкія патрабаванні да індэкса энергаспажывання. Кантролер зоны кузава паступова перайшоў ад дэцэнтралізаванага функцыянальнага разгортвання да вялікага кантролера, які аб'ядноўвае ўсе асноўныя прывады электронікі кузава, асноўныя функцыі, асвятленне, дзверы, вокны і г.д. Дызайн сістэмы кіравання зонай кузава аб'ядноўвае асвятленне, мыццё шклоачышчальнікаў, цэнтральнае кіраванне дзвярнымі замкамі, Windows і іншымі элементамі кіравання, інтэлектуальныя ключы PEPS, кіраванне сілкаваннем і г. д. А таксама шлюз CAN, пашыраемыя CANFD і FLEXRAY, сетка LIN, інтэрфейс Ethernet і тэхналогіі распрацоўкі і праектавання модуляў.
У цэлым працоўныя патрабаванні вышэйзгаданых функцый кіравання для асноўнага чыпа кіравання MCU у вобласці цела ў асноўным адлюстроўваюцца ў аспектах вылічальнай і апрацоўчай прадукцыйнасці, функцыянальнай інтэграцыі, інтэрфейсу сувязі і надзейнасці. Што тычыцца спецыфічных патрабаванняў, з-за функцыянальных адрозненняў у розных сцэнарыях функцыянальнага прымянення ў вобласці кузава, такіх як электрычныя шклапад'ёмнікі, аўтаматычныя сядзенні, электрычная задняя дзверы і іншыя прымяненні для кузава, па-ранейшаму існуюць патрэбы ў высокаэфектыўным кіраванні рухавіком, такія прымянення для кузава патрабуюць MCU для інтэграцыі электроннага алгарытму кіравання FOC і іншых функцый. Акрамя таго, розныя сцэнарыі прымянення ў вобласці цела маюць розныя патрабаванні да канфігурацыі інтэрфейсу чыпа. Такім чынам, звычайна неабходна выбіраць MCU для вобласці цела ў адпаведнасці з функцыянальнымі патрабаваннямі і патрабаваннямі да прадукцыйнасці канкрэтнага сцэнарыя прымянення і на гэтай аснове комплексна вымяраць прадукцыйнасць кошту прадукту, магчымасці пастаўкі і тэхнічнага абслугоўвання і іншыя фактары.
(2) Патрабаванні да прадукцыйнасці
Асноўныя эталонныя індыкатары мікрасхемы кіравання зонай цела наступныя:
Прадукцыйнасць: ARM Cortex-M4F@ 144 МГц, 180 DMIPS, убудаваны кэш інструкцый 8 КБ, падтрымка блока паскарэння флэш-памяці, праграма выканання 0, чаканне.
Зашыфраваная памяць вялікага аб'ёму: да 512 КБ eFlash, падтрымка зашыфраванага сховішча, кіравання раздзеламі і абароны даных, падтрымка праверкі ECC, 100 000 выдаленняў, 10 гадоў захоўвання даных; 144K Bytes SRAM, падтрымлівае апаратны парытэт.
Убудаваныя багатыя інтэрфейсы сувязі: падтрымка шматканальных GPIO, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP і іншых інтэрфейсаў.
Убудаваны высокапрадукцыйны сімулятар: падтрымка 12-бітнага высакахуткаснага АЛП з хуткасцю 5 Мс/с, незалежнага аперацыйнага ўзмацняльніка паміж рэйкамі, высакахуткаснага аналагавага кампаратара, 12-бітнага ЦАП з хуткасцю 1 Мс/с; Падтрымка незалежнай крыніцы апорнага напружання знешняга ўваходу, шматканальная ёмістная сэнсарная клавіша; Высакахуткасны кантролер DMA.
Падтрымка ўнутранага RC або вонкавага ўваходу крышталічнага гадзінніка, высокая надзейнасць скіду.
Убудаваная каліброўка гадзін RTC рэальнага часу, падтрымка вечнага календара ў высакосны год, сігналізацыя, перыядычнае абуджэнне.
Падтрымка высокадакладнага лічыльніка часу.
Функцыі бяспекі на апаратным узроўні: механізм апаратнага паскарэння алгарытму шыфравання, які падтрымлівае алгарытмы AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5; Шыфраванне флэш-назапашвальніка, шматкарыстальніцкае кіраванне раздзеламі (MMU), сапраўдны генератар выпадковых лікаў TRNG, праца CRC16/32; Падтрымка абароны ад запісу (WRP), абароны ад некалькіх чытанняў (RDP) узроўняў (L0/L1/L2); Падтрымка бяспекі запуску, загрузка праграмы шыфравання, абнаўленне бяспекі.
Падтрымка маніторынгу адмовы гадзінніка і маніторынгу супраць зносу.
96-бітны UID і 128-бітны UCID.
Высоканадзейнае працоўнае асяроддзе: 1,8 В ~ 3,6 В/-40 ℃ ~ 105 ℃.
(3) Прамысловы ўзор
Электронная сістэма вобласці цела знаходзіцца на ранняй стадыі росту як для замежных, так і для айчынных прадпрыемстваў. Замежныя прадпрыемствы, такія як BCM, PEPS, дзверы і вокны, кантролер сядзенняў і іншыя аднафункцыянальныя прадукты, маюць глыбокую тэхнічную назапашанасць, у той час як буйныя замежныя кампаніі маюць шырокі ахоп лінеек прадуктаў, закладваючы аснову для вытворчасці прадуктаў сістэмнай інтэграцыі . Айчынныя прадпрыемствы маюць пэўныя перавагі ў прымяненні новых энергетычных кузаваў. Возьмем у якасці прыкладу BYD: у новым энергетычным аўтамабілі BYD вобласць кузава падзелена на левую і правую вобласці, а прадукт сістэмнай інтэграцыі перагрупаваны і вызначаны. Тым не менш, з пункту гледжання чыпаў для кантролю плошчы цела, асноўным пастаўшчыком MCU па-ранейшаму з'яўляюцца Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST і іншыя міжнародныя вытворцы чыпаў, а айчынныя вытворцы чыпаў у цяперашні час маюць нізкую долю рынку.
(4) Прамысловыя бар'еры
З пункту гледжання камунікацыі, існуе працэс эвалюцыі традыцыйнай архітэктуры - гібрыднай архітэктуры - канчатковай камп'ютэрнай платформы аўтамабіля. Змена хуткасці сувязі, а таксама зніжэнне кошту базавай вылічальнай магутнасці з высокай функцыянальнай бяспекай з'яўляецца ключом, і ў будучыні можна паступова рэалізаваць сумяшчальнасць розных функцый на электронным узроўні базавага кантролера. Напрыклад, кантролер вобласці цела можа інтэграваць традыцыйныя функцыі BCM, PEPS і пульсацыі супраць зашчымлення. Умоўна кажучы, тэхнічныя бар'еры мікрасхемы кіравання зонай цела ніжэй, чым зона магутнасці, зона кабіны і г.д., і чакаецца, што айчынныя мікрасхемы возьмуць на сябе вядучую ролю ў здзяйсненні вялікага прарыву ў вобласці цела і паступова рэалізаваць унутраную замену. У апошнія гады айчынны MCU на рынку пярэдняга і задняга мантажу ў вобласці кузава меў вельмі добры імпульс развіцця.
Мікрасхема кіравання кабінай
Электрыфікацыя, інтэлект і стварэнне сетак паскорылі развіццё аўтамабільнай электроннай і электрычнай архітэктуры ў напрамку кіравання даменам, і кабіна таксама хутка развіваецца ад аўдыя- і відэазабаўляльнай сістэмы аўтамабіля да інтэлектуальнай кабіны. Кабіна прадстаўлена з інтэрфейсам узаемадзеяння чалавека і камп'ютара, але незалежна ад таго, ці гэта папярэдняя інфармацыйна-забаўляльная сістэма, ці цяперашняя інтэлектуальная кабіна, у дадатак да магутнага SOC з хуткасцю вылічэнняў, ёй таксама патрэбны MCU з высокай хуткасцю рэальнага часу, каб мець справу з ўзаемадзеянне дадзеных з аўтамабілем. Паступовая папулярызацыя праграмна вызначаных транспартных сродкаў, OTA і Autosar у інтэлектуальнай кабіне робіць патрабаванні да рэсурсаў MCU ў кабіне ўсё больш высокімі. У прыватнасці, гэта адлюстроўваецца ў павелічэнні попыту на ёмістасць флэш-памяці і аператыўнай памяці, попыт на падлік PIN-кодаў таксама расце, больш складаныя функцыі патрабуюць больш магутных магчымасцей выканання праграм, але таксама маюць больш багаты інтэрфейс шыны.
(1) Патрабаванні да працы
MCU у салоне ў асноўным рэалізуе кіраванне харчаваннем сістэмы, кіраванне часам уключэння, кіраванне сеткай, дыягностыку, узаемадзеянне з дадзенымі транспартнага сродку, ключ, кіраванне падсветкай, кіраванне модулямі аўдыё DSP/FM, кіраванне сістэмным часам і іншыя функцыі.
Патрабаванні да рэсурсаў MCU:
· Асноўная частата і вылічальная магутнасць маюць пэўныя патрабаванні, асноўная частата не менш за 100 МГц і вылічальная магутнасць не менш за 200 DMIPS;
· Прастора флэш-назапашвальніка не менш за 1 МБ, з фізічным раздзелам Flash кода і дадзеных Flash;
· Аператыўная памяць не менш за 128 КБ;
· Высокія патрабаванні да ўзроўню функцыянальнай бяспекі, могуць дасягаць узроўню ASIL-B;
· Падтрымка шматканальнага АЛП;
· Падтрымка шматканальнага CAN-FD;
· Рэгуляванне транспартных сродкаў класа AEC-Q100 класа 1;
· Падтрымка анлайн-абнаўлення (OTA), падтрымка Flash Dual Bank;
· Для падтрымкі бяспечнага запуску неабходны механізм шыфравання інфармацыі з узроўнем SHE/HSM і вышэй;
· Колькасць PIN-кодаў не менш за 100PIN;
(2) Патрабаванні да прадукцыйнасці
IO падтрымлівае крыніцу харчавання з шырокім напружаннем (5,5 ~ 2,7 В), порт IO падтрымлівае выкарыстанне перанапружання;
Многія ўваходныя сігналы вагаюцца ў залежнасці ад напружання батарэі крыніцы харчавання, і можа ўзнікнуць перанапружанне. Перанапружанне можа палепшыць стабільнасць і надзейнасць сістэмы.
Тэрмін службы памяці:
Жыццёвы цыкл аўтамабіля складае больш за 10 гадоў, таму захоўванне праграм і даных аўтамабіля MCU павінна мець больш працяглы тэрмін службы. Сховішча праграм і сховішча даных павінны мець асобныя фізічныя раздзелы, і сховішча праграм трэба сціраць менш разоў, так што цягавітасць>10K, у той час як сховішча даных трэба сціраць часцей, таму яно павінна мець большую колькасць сціранняў . Звярніцеся да індыкатара ўспышкі дадзеных Endurance>100K, 15 гадоў (<1K). 10 гадоў (<100K).
інтэрфейс шыны сувязі;
Нагрузка на шыну сувязі на транспартным сродку становіцца ўсё вышэй і вышэй, таму традыцыйны CAN CAN больш не задавальняе попыт на сувязь, попыт на высакахуткасную шыну CAN-FD становіцца ўсё вышэй і вышэй, падтрымка CAN-FD паступова становіцца стандартам MCU .
(3) Прамысловы ўзор
У цяперашні час доля айчынных смарт-салонных MCU па-ранейшаму вельмі нізкая, і асноўнымі пастаўшчыкамі па-ранейшаму застаюцца NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip і іншыя міжнародныя вытворцы MCU. Шэраг айчынных вытворцаў MCU былі ў макеце, рынкавыя паказчыкі яшчэ трэба высветліць.
(4) Прамысловыя бар'еры
Узровень рэгулявання інтэлектуальнай кабіны вагона і ўзровень функцыянальнай бяспекі адносна не занадта высокія, галоўным чынам з-за назапашвання ноу-хау і неабходнасці бесперапыннай ітэрацыі і ўдасканалення прадукту. У той жа час, паколькі на айчынных фабрыках не так шмат вытворчых ліній MCU, працэс адносна адсталы, і патрабуецца пэўны перыяд часу, каб стварыць ланцужок паставак нацыянальнай вытворчасці, і могуць быць больш высокія выдаткі і ціск канкурэнцыі з міжнародных вытворцаў больш.
Прымяненне чыпа хатняга кантролю
Аўтамабільныя мікрасхемы ў асноўным заснаваны на аўтамабільных MCU, вядучых айчынных прадпрыемстваў, такіх як Ziguang Guowei, Huada Semiconductor, Shanghai Xinti, Zhaoyi Innovation, Jiefa Technology, Xinchi Technology, Beijing Junzheng, Shenzhen Xihua, Shanghai Qipuwei, National Technology і інш. паслядоўнасці прадуктаў MCU у маштабе аўтамабіля, эталонныя прадукты замежных гігантаў, у цяперашні час заснаваныя на архітэктуры ARM. Некаторыя прадпрыемствы таксама праводзілі даследаванні і распрацоўкі архітэктуры RISC-V.
У цяперашні час мікрасхема дамена кіравання айчыннымі транспартнымі сродкамі ў асноўным выкарыстоўваецца на аўтамабільным рынку з франтальнай загрузкай і прымяняецца на аўтамабілі ў сферы кузава і інфармацыйна-забаўляльнай сістэмы, у той час як у вобласці шасі, улады і іншых галінах яна па-ранейшаму дамінуе. замежныя гіганты чыпаў, такія як stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments і Microchip Semiconductor, і толькі некалькі айчынных прадпрыемстваў рэалізавалі прыкладанні для масавай вытворчасці. У цяперашні час айчынны вытворца чыпаў Chipchi выпусціць высокапрадукцыйныя мікрасхемы кіравання серыі E3 на базе ARM Cortex-R5F у красавіку 2022 года з узроўнем функцыянальнай бяспекі, які дасягае ASIL D, узроўнем тэмпературы, які падтрымлівае AEC-Q100 Grade 1, частатой працэсара да 800 МГц. , з да 6 ядрамі працэсара. Гэта прадукт з самай высокай прадукцыйнасцю ў існуючай масавай вытворчасці аўтамабільных датчыкаў MCU, які запаўняе прабел на айчынным рынку высокапрадукцыйных датчыкаў высокага ўзроўню бяспекі для аўтамабіляў MCU, з высокай прадукцыйнасцю і высокай надзейнасцю, можа выкарыстоўвацца ў BMS, ADAS, VCU, -правадное шасі, прыборы, HUD, інтэлектуальнае люстэрка задняга выгляду і іншыя асноўныя палі кіравання аўтамабілем. Больш за 100 кліентаў прынялі E3 для дызайну прадукту, у тым ліку GAC, Geely і г.д.
Прымяненне асноўных прадуктаў айчыннага кантролера
Час публікацыі: 19 ліпеня 2023 г
