Erregai tradizionalaren ibilgailu batek 500 eta 600 txip inguru behar ditu, eta 1.000 auto arin mistok, entxufagarri hibridoek eta ibilgailu elektriko hutsek gutxienez 2.000 txip.
Horrek esan nahi du ibilgailu elektriko adimendunen garapen azkarraren prozesuan, ez bakarrik prozesu-txip aurreratuen eskaria handitzen jarraitu duela, baizik eta txip tradizionalen eskaria ere handitzen jarraituko duela. Hau da MCUa. Bizikleta kopuruaren igoeraz gain, domeinu-kontrolagailuak segurtasun handiko, fidagarritasun handiko eta konputazio-potentzia handiko MCUen eskaria ere dakar.
MCU, MikroKontrolagailu Unitatea, txip bakarreko mikroordenagailu/mikrokontrolagailu/txip bakarreko mikroordenagailu gisa ezagutzen dena, CPUa, memoria eta periferikoen funtzioak txip bakarrean integratzen ditu kontrol funtzioa duen txip mailako ordenagailu bat osatzeko. Batez ere seinaleen prozesamendua eta kontrola lortzeko erabiltzen da. Kontrol sistema adimendunaren muina da.
MCUak eta automobilgintzako elektronika, industria, ordenagailuak eta sareak, kontsumoko elektronika, etxetresna elektrikoak eta Gauzen Internet gure bizitzekin oso lotuta daude. Autoen elektronika da automobilgintzako elektronikaren merkaturik handiena, eta autoen elektroien % 33a hartzen dute mundu mailan.
MCU egitura
MCUa batez ere prozesadore zentraleko CPUaz, memoriaz (ROM eta RAM), sarrera eta irteerako I/O interfazeaz, serieko atakaz, kontagailuz eta abarrez osatuta dago.
CPUaProzesatzeko Unitate Zentrala, prozesadore zentral bat, MCUaren barruko osagai nagusia da. Osagaien osagaiek datuen eragiketa aritmetiko-logikoa, bit aldagaien prozesamendua eta datuen transmisioa burutu ditzakete. Kontrol-atalek lana koordinatzen dute denbora jakin baten arabera, sekuentzialki, argibideak aztertu eta exekutatzeko.
ROMaIrakurketa-bakarrik memoria fabrikatzaileek idatzitako programak gordetzeko erabiltzen den programa-memoria da. Informazioa modu ez-suntsitzailean irakurtzen da. Funtsa
RAMAusazko Sarbide Memoria, CPUarekin datuak zuzenean trukatzen dituen datu-memoria bat da, eta datuak ezin dira mantendu energia galdu ondoren. Programa edozein unetan idatzi eta irakurri daiteke martxan dagoenean, eta, oro har, sistema eragileentzako edo beste programa batzuetarako datuak gordetzeko aldi baterako euskarri gisa erabiltzen da.
CPU eta MCU arteko erlazioa:
CPUa da eragiketa-kontrolaren muina. CPUaz gain, MCUak ROM edo RAM memoria ere badu, txip mailako txipa dena. Ohikoenak SOC (System On Chip) dira, sistema mailako txipak deritzenak, sistema mailako kodea gorde eta exekutatu dezaketenak, QNX, Linux eta beste sistema eragile batzuk exekutatu ditzaketenak, prozesadore-unitate anitz barne (CPU+GPU +DSP+NPU+biltegiratze+interfaze-unitatea).
MCU digituak
Zenbakiak MCUren zabalera adierazten du, datu prozesatzen dituen bakoitzean. Zenbat eta digitu gehiago, orduan eta handiagoa izango da MCUren datuak prozesatzeko gaitasuna. Gaur egun, garrantzitsuenak 8, 16 eta 32 digituak dira, eta horietatik 32 bitak dira gehien eta azkar hazten ari dira.
Automobilgintzako elektronikako aplikazioetan, 8 biteko MCUaren kostua baxua eta erraza da garatzen. Gaur egun, batez ere kontrol nahiko sinpleetarako erabiltzen da, hala nola argiztapena, euri-ura, leihoak, eserlekuak eta ateak. Hala ere, alderdi konplexuagoetarako, hala nola tresnen pantaila, ibilgailuen entretenimendurako informazio-sistemetarako, potentzia-kontrolerako sistemetarako, txasisetarako, gidatzeko laguntza-sistemetarako, etab., batez ere 32 bitekoa da, eta automobilgintzako elektrifikazioaren, adimenaren eta sarearen iterazio-bilakaera. MCUaren konputazio-potentziaren eskakizunak gero eta handiagoak dira.
MCU autoaren autentifikazioa
MCU hornitzailea OEM hornikuntza-kate sisteman sartu aurretik, normalean hiru ziurtagiri nagusi bete behar dira: diseinu-fasean ISO 26262 segurtasun funtzionalaren estandarra jarraitu behar da, fluxu eta ontziratze-fasean AEC-Q001 ~ 004 eta IATF16949 jarraitu behar dira, eta baita ziurtagiri-proba fasean ere AEC-Q100/Q104 jarraitu behar da.
Horien artean, ISO 26262 arauak ASILen lau segurtasun maila definitzen ditu, baxutik altuera, A, B, C eta D; AEC-Q100 lau fidagarritasun mailatan banatzen da, baxutik altuera, 3, 2, 1 eta 0, hurrenez hurren, 3, 2, 1 eta 0. Funtsa AEC-Q100 serieko ziurtagiriak normalean 1-2 urte irauten du, ISO 26262 ziurtagiria zailagoa den bitartean eta zikloa luzeagoa.
MCUren aplikazioa ibilgailu elektriko adimendunen industrian
MCUren aplikazioa automobilgintzan oso zabala da. Adibidez, aurrealdeko taula karrozeriaren osagarrietan, potentzia sistemetan, xasisean, ibilgailuen informazio, entretenimendu eta gidatze adimendunean aplikatzen da. Ibilgailu elektriko adimendunen aroaren etorrerarekin, MCU produktuen eskaria are handiagoa izango da jendearen artean.
Elektrizitatea:
1. Bateriaren kudeaketa sistema BMSBMS-ak karga eta deskarga, tenperatura eta bateriaren oreka kontrolatu behar ditu. Kontrol-plaka nagusiak MCU bat behar du, eta kontsola esklabo bakoitzak ere MCU bat behar du;
2.Ibilgailuen kontrolatzaile VCUIbilgailu elektrikoen energia kudeaketak ibilgailuaren kontrolagailua handitu behar du, eta, aldi berean, 32 biteko goi-mailako MCUekin hornituta dago, fabrika bakoitzaren planetatik desberdinak direnak;
3.Motorraren kontrolagailua/engranaje-kaxaren kontrolagailua: stock ordezkoa, ibilgailu elektrikoaren inbertsorearen kontrola MCU olio alternatiboaren ibilgailuaren motorraren kontrolagailua. Motorraren abiadura handia dela eta, murrizgailua dezeleratu egin behar da. Engranaje-kaxaren kontrolagailua.
Adimena:
1. Gaur egun, automobilgintza merkatu nazionala oraindik L2 abiadura handiko sartze fasean dago. Kostu eta errendimendu kontu integraletatik abiatuta, OEMak ADAS funtzioa handitzen du, arkitektura banatua hartzen jarraitzen baitu. Karga-tasa handitzen den heinean, sentsoreen informazioa prozesatzeko MCUa ere handitzen da horren arabera.
2. Kabinako funtzioen kopurua gero eta handiagoa denez, energia berri handiko txipen eginkizuna gero eta garrantzitsuagoa da, eta dagokion MCU egoera gutxitu egin da.
Eskulanak
MCUak berak lehentasunezko eskakizunak ditu konputazio-ahalmenerako eta ez ditu prozesu aurreratuetarako eskakizun handirik. Aldi berean, bere barneko biltegiratze txertatuak berak ere mugatzen du MCU prozesuaren hobekuntza. Erabili 28nm-ko prozesua MCU produktuekin. Ibilgailuen araudiaren zehaztapenak batez ere 8 hazbeteko obleak dira. Fabrikatzaile batzuek, batez ere IDM-k, 12 hazbeteko plataforma batean transplantatzen hasi dira.
Gaur egungo 28nm eta 40nm-ko prozesuak dira merkatuko nagusiak.
Etxeko eta atzerriko enpresa tipikoak
Kontsumo eta industria mailako MCUekin alderatuta, auto mailako MCUak eskakizun handiagoak ditu funtzionamendu-inguruneari, fidagarritasunari eta hornidura-zikloari dagokionez. Gainera, zaila da sartzea, beraz, MCUaren merkatu-egitura nahiko kontzentratua dago orokorrean. 2021ean, munduko bost MCU enpresa nagusiek % 82 hartu zuten.
Gaur egun, nire herrialdeko auto mailako MCU oraindik sarrera-garaian dago, eta hornikuntza-kateak lurzoruaren eta etxeko alternatibizaziorako potentzial handia du.
Argitaratze data: 2023ko uztailak 8
