Kontrol klaseko txiparen aurkezpena
Kontrol-txipa batez ere MCU (Microcontroller Unit) da, hau da, mikrokontrolagailua, txipa bakarra bezala ere ezagutzen dena, CPUaren maiztasuna eta zehaztapenak behar bezala murrizteko da, eta memoria, tenporizadorea, A/D bihurketa, erlojua, I/O ataka eta serieko komunikazioa eta beste funtzionaltasun-moduluak eta interfazeak txipa bakarrean integratzeko da. Terminaleko kontrol-funtzioa gauzatuz, errendimendu handiko, energia-kontsumo txikiko, programagarritasun handiko eta malgutasun handiko abantailak ditu.
Ibilgailuen neurgailu mailaren MCU diagrama
Automobilgintza MCUren aplikazio-eremu oso garrantzitsua da. IC Insights-en datuen arabera, 2019an, automobilgintzako elektronikan MCUren aplikazio globala % 33 inguru izan zen. Goi-mailako modeloetan auto bakoitzak erabiltzen dituen MCUS kopurua 100era hurbiltzen da; gidatze-ordenagailuetatik hasi eta LCD tresnetaraino, motorretaraino, xasisetaraino, autoko osagai handi eta txikietaraino, MCUaren kontrola behar dute.
Hasieran, 8 biteko eta 16 biteko MCUSak batez ere automobiletan erabiltzen ziren, baina automobilen elektronizazioa eta adimena etengabe hobetzen ari direnez, beharrezko MCUSen kopurua eta kalitatea ere handitzen ari dira. Gaur egun, automobilgintzako MCUSetan 32 biteko MCUSen proportzioa % 60ra iritsi da, eta horren artean, ARMren Cortex serieko nukleoa da, kostu baxua eta potentzia-kontrol bikaina duelako, automobilgintzako MCU fabrikatzaileen aukera nagusia.
Automobilgintzako MCU baten parametro nagusien artean daude funtzionamendu-tentsioa, funtzionamendu-maiztasuna, Flash eta RAM edukiera, tenporizadore-modulua eta kanal-zenbakia, ADC modulua eta kanal-zenbakia, serieko komunikazio-interfazearen mota eta zenbakia, sarrera eta irteerako I/O ataka-zenbakia, funtzionamendu-tenperatura, paketearen forma eta funtzionamendu-segurtasun maila.
CPU bitetan banatuta, automobilgintzako MCUSak batez ere 8 bit, 16 bit eta 32 bit-etan bana daitezke. Prozesuaren hobekuntzarekin, 32 biteko MCUSaren kostua jaisten jarraitzen du, eta orain nagusi bihurtu da, eta pixkanaka ordezkatzen ari da iraganean 8/16 biteko MCUSak menderatutako aplikazioak eta merkatuak.
Aplikazio-eremuaren arabera banatzen bada, automobilgintzako MCUa karrozeriaren domeinuan, potentzia-domeinuan, txasisaren domeinuan, kabina-domeinuan eta gidatze adimendunaren domeinuan bana daiteke. Kabina-domeinuan eta gidatze adimendunaren domeinuan, MCUak konputazio-ahalmen handia eta abiadura handiko kanpoko komunikazio-interfazeak izan behar ditu, hala nola CAN FD eta Ethernet. Karrozeriaren domeinuak ere kanpoko komunikazio-interfaze kopuru handia behar du, baina MCUaren konputazio-ahalmenaren eskakizunak nahiko baxuak dira, potentzia-domeinuak eta txasisaren domeinuak funtzionamendu-tenperatura eta segurtasun-maila funtzional handiagoak behar dituzten bitartean.
Txasisaren domeinu-kontroleko txipa
Txasisaren domeinua ibilgailuen gidatzearekin lotuta dago eta transmisio-sistemak, gidatze-sistemak, direkzio-sistemak eta balazta-sistemak osatzen dute. Bost azpisistemaz osatuta dago, hots, direkzioa, balaztatzea, martxa-aldaketa, azeleragailua eta esekidura-sistema. Automobilen adimenaren garapenarekin, ibilgailu adimendunen pertzepzioen ezagutza, erabakien plangintza eta kontrolen exekuzioa txasisaren domeinuaren oinarrizko sistemak dira. Steering-by-wire eta drive-by-wire gidatze automatikoaren exekuzio-alderako osagai nagusiak dira.
(1) Lanpostuaren eskakizunak
Txasisaren domeinuko ECUak errendimendu handiko eta eskalagarria den segurtasun funtzionaleko plataforma bat erabiltzen du eta sentsoreen multzokatzea eta ardatz anitzeko inertzia-sentsoreak onartzen ditu. Aplikazio-eszenatoki honetan oinarrituta, honako eskakizun hauek proposatzen dira txasisaren domeinuko MCUrako:
· Maiztasun handiko eta konputazio-potentzia handiko eskakizunak, maiztasun nagusia ez da 200MHz baino txikiagoa eta konputazio-potentzia ez da 300DMIPS baino txikiagoa
· Flash biltegiratze espazioa ez da 2 MB baino gutxiagokoa, Flash kodearekin eta Flash datuekin partizio fisikoan;
· RAM memoria 512KB baino gutxiago ez;
· Segurtasun funtzionalaren maila altuko eskakizunak, ASIL-D mailara irits daitezke;
· 12 biteko zehaztasuneko ADC onartzen du;
· 32 biteko zehaztasun handiko eta sinkronizazio handiko tenporizadorea onartzen du;
· CAN-FD kanal anitzeko euskarria;
· 100M baino gutxiagoko Ethernet-a onartzen du;
· Fidagarritasuna AEC-Q100 1. maila baino txikiagoa ez dena;
· Lineako eguneratzea onartzen du (OTA);
· Firmwarearen egiaztapen funtzioa onartzen du (algoritmo sekretu nazionala);
(2) Errendimendu-eskakizunak
· Nukleoaren zatia:
I. Nukleoaren maiztasuna: hau da, nukleoa lanean ari den bitartean erlojuaren maiztasuna, nukleoaren pultsu digitalaren seinalearen oszilazio-abiadura irudikatzeko erabiltzen dena, eta maiztasun nagusiak ezin du zuzenean nukleoaren kalkulu-abiadura irudikatu. Nukleoaren funtzionamendu-abiadura nukleoaren hodiarekin, cachearekin, instrukzio-multzoarekin eta abar ere lotuta dago.
II. Konputazio-ahalmena: DMIPS normalean ebaluaziorako erabil daiteke. DMIPS MCU integratutako erreferentzia-programaren errendimendu erlatiboa neurtzen duen unitatea da, probatzen denean.
· Memoria parametroak:
I. Kode memoria: kodea gordetzeko erabiltzen den memoria;
II. Datu-memoria: datuak gordetzeko erabiltzen den memoria;
III.RAM: Datu eta kode aldi baterakoak gordetzeko erabiltzen den memoria.
· Komunikazio-busa: automobilentzako autobus berezia eta komunikazio-bus konbentzionala barne;
· Zehaztasun handiko periferikoak;
· Funtzionamendu-tenperatura;
(3) Industria-eredua
Automobilgintzako fabrikatzaile ezberdinek erabiltzen duten arkitektura elektriko eta elektronikoa aldatu egiten denez, xasisaren domeinuko osagaien eskakizunak ere aldatu egingo dira. Automobilgintzako fabrika bereko modelo desberdinen konfigurazio desberdina dela eta, xasisaren eremuko ECU hautaketa desberdina izango da. Bereizketa hauek MCU eskakizun desberdinak ekarriko dituzte xasisaren domeinurako. Adibidez, Honda Accord-ek hiru xasisaren domeinuko MCU txip erabiltzen ditu, eta Audi Q7-k 11 xasisaren domeinuko MCU txip inguru. 2021ean, Txinako markako bidaiarien autoen ekoizpena 10 milioi ingurukoa izan zen, eta horietatik bizikleta xasisaren domeinuko MCUSen batez besteko eskaera 5 da, eta merkatu osoa 50 milioi ingurura iritsi da. Xasisaren domeinu osoko MCUSen hornitzaile nagusiak Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI eta ST dira. Nazioarteko bost erdieroale saltzaile hauek xasisaren domeinuko MCUSen merkatuaren % 99 baino gehiago hartzen dute.
(4) Industriako oztopoak
Ikuspegi tekniko nagusitik, txasisaren domeinuko osagaiak, hala nola EPS, EPB, ESC, gidariaren bizitza-segurtasunarekin estuki lotuta daude, beraz, txasisaren domeinuko MCUaren segurtasun funtzionalaren maila oso altua da, funtsean ASIL-D mailako eskakizunak. MCUaren segurtasun funtzionalaren maila hau hutsik dago Txinan. Segurtasun funtzionalaren mailaz gain, txasisaren osagaien aplikazio-eszenatokiek eskakizun oso altuak dituzte MCUaren maiztasunari, konputazio-potentziari, memoria-ahalmenari, periferikoen errendimenduari, periferikoen zehaztasunari eta beste alderdi batzuei dagokienez. Txasisaren domeinuko MCUak industria-hesi oso handia sortu du, eta MCU fabrikatzaile nazionalek erronka egin eta gainditu behar dute.
Hornikuntza-kateari dagokionez, xasisaren domeinuko osagaien kontrol-txiparen maiztasun handiko eta konputazio-potentzia handiko eskakizunak direla eta, eskakizun nahiko altuak daude waferren ekoizpen-prozesurako eta -prozesurako. Gaur egun, badirudi gutxienez 55nm-ko prozesua behar dela 200MHz-tik gorako MCU maiztasun-eskakizunak betetzeko. Alde horretatik, etxeko MCU ekoizpen-lerroa ez dago osatuta eta ez da masa-ekoizpen mailara iritsi. Nazioarteko erdieroaleen fabrikatzaileek IDM eredua hartu dute funtsean, waferren galdategiei dagokienez, gaur egun TSMC, UMC eta GF-k bakarrik dituzte gaitasun horiek. Etxeko txiparen fabrikatzaile guztiak Fabless enpresak dira, eta erronkak eta arrisku batzuk daude waferren fabrikazioan eta edukiera bermatzean.
Gidatze autonomoa bezalako oinarrizko konputazio-eszenatokietan, ohiko helburu orokorreko CPUak zailak dira IA konputazio-eskakizunetara egokitzen, konputazio-eraginkortasun baxua dutelako, eta GPU, FPgas eta ASics bezalako IA txipek errendimendu bikaina dute ertzean eta hodeian, beren ezaugarriekin, eta asko erabiltzen dira. Teknologia-joeren ikuspegitik, GPUa izango da oraindik ere IA txipa nagusia epe laburrean, eta epe luzera, ASIC da azken norabidea. Merkatu-joeren ikuspegitik, IA txipen eskaria globalak hazkunde-bultzada azkarra mantenduko du, eta hodeiko eta ertzeko txipek hazkunde-potentzial handiagoa dute, eta merkatuaren hazkunde-tasa % 50etik gertu egotea espero da hurrengo bost urteetan. Bertako txiparen teknologiaren oinarria ahula den arren, IA aplikazioen lurreratze azkarrarekin, IA txipen eskariaren bolumen azkarrak tokiko txiparen enpresen teknologia eta gaitasunen hazkunderako aukerak sortzen ditu. Gidatze autonomoak eskakizun zorrotzak ditu konputazio-potentziari, atzerapenari eta fidagarritasunari dagokionez. Gaur egun, GPU+FPGA irtenbideak erabiltzen dira gehienbat. Algoritmoen egonkortasunari eta datuetan oinarritutakoari esker, ASics-ek merkatu-espazioa irabaztea espero da.
CPU txipan leku asko behar da adarkaduraren iragarpen eta optimizaziorako, hainbat egoera aurreztuz zereginen aldaketaren latentzia murrizteko. Horrek ere egokiagoa egiten du logika-kontrolerako, serieko eragiketarako eta datu-eragiketa orokorretarako. Hartu GPU eta CPU adibide gisa, CPUarekin alderatuta, GPUak konputazio-unitate kopuru handia eta hodi luzea erabiltzen ditu, kontrol-logika oso sinplea besterik ez du eta Cachea ezabatzen du. CPUak ez du Cachearen bidez leku asko hartzen bakarrik, baizik eta kontrol-logika konplexua eta optimizazio-zirkuitu asko ere baditu, konputazio-ahalmena zati txiki bat baino ez den arren.
Potentzia domeinuaren kontrol txipa
Potentzia domeinu kontrolatzailea potentzia-trenaren kudeaketa unitate adimenduna da. CAN/FLEXRAY-rekin transmisioaren kudeaketa, bateriaren kudeaketa eta alternadorearen erregulazioaren monitorizazioa lortzeko erabiltzen da, batez ere potentzia-trenaren optimizazio eta kontrolerako, eta aldi berean, matxura elektrikoen diagnostiko adimenduna, energia aurrezpen adimenduna, bus komunikazioa eta beste funtzio batzuk ere egiten ditu.
(1) Lanpostuaren eskakizunak
Potentzia-domeinuaren kontrol MCUak potentzia-aplikazio nagusiak onar ditzake, hala nola BMS, honako baldintza hauekin:
· Maiztasun nagusi altua, maiztasun nagusia 600MHz~800MHz
· 4 MB RAM
· Segurtasun funtzionalaren maila altuko eskakizunak, ASIL-D mailara irits daitezke;
· CAN-FD kanal anitzeko euskarria;
· 2G Ethernet onartzen du;
· Fidagarritasuna AEC-Q100 1. maila baino txikiagoa ez dena;
· Firmwarearen egiaztapen funtzioa onartzen du (algoritmo sekretu nazionala);
(2) Errendimendu-eskakizunak
Errendimendu handia: Produktuak ARM Cortex R5 nukleo bikoitzeko blokeo-urratseko CPUa eta 4 MB-ko txipeko SRAM integratzen ditu automobilgintzako aplikazioen konputazio-ahalmen eta memoria-eskakizun gero eta handiagoak onartzeko. ARM Cortex-R5F CPUa 800 MHz-ra arte. Segurtasun handia: Ibilgailuen zehaztapenen fidagarritasun-estandar AEC-Q100 1. mailara iristen da, eta ISO26262 funtzionalitate-segurtasun maila ASIL D-ra. Nukleo bikoitzeko blokeo-urratseko CPUak % 99ko diagnostiko-estaldura lor dezake. Informazioaren segurtasun-modulu integratuak benetako ausazko zenbaki-sortzailea, AES, RSA, ECC, SHA eta hardware-azeleragailuak integratzen ditu, estatuaren eta negozioen segurtasunaren estandar garrantzitsuak betetzen dituztenak. Informazioaren segurtasun-funtzio hauen integrazioak aplikazioen beharrak ase ditzake, hala nola abiarazte segurua, komunikazio segurua, firmwarearen eguneratze eta berritze segurua.
Gorputzaren eremua kontrolatzeko txipa
Karrozeriaren eremua da, batez ere, karrozeriaren hainbat funtzio kontrolatzeaz arduratzen dena. Ibilgailuaren garapenarekin batera, gero eta gehiago erabiltzen da karrozeriaren eremuko kontrolatzailea. Kontrolatzailearen kostua eta ibilgailuaren pisua murrizteko, integrazioak gailu funtzional guztiak, autoaren aurreko zatitik hasi eta erdiko zatitik eta atzeko zatitik hasita, hala nola atzeko balazta-argia, atzeko posizio-argia, atzeko ateko blokeoa eta baita euskarri bikoitzeko hagaxka bateratua ere, kontrolatzaile oso batean integratuta jarri behar ditu.
Gorputzaren eremuko kontrolagailuak, oro har, BCM, PEPS, TPMS, Gateway eta beste funtzio batzuk integratzen ditu, baina eserlekuaren doikuntza, atzerako ispiluaren kontrola, aire girotuaren kontrola eta beste funtzio batzuk ere zabaldu ditzake, aktuadore bakoitzaren kudeaketa integrala eta bateratua, eta sistemaren baliabideen esleipen arrazoizkoa eta eraginkorra. Gorputzaren eremuko kontrolagailu baten funtzioak ugariak dira, behean erakusten den bezala, baina ez daude hemen zerrendatutakoetara mugatuta.
(1) Lanpostuaren eskakizunak
Automobilgintzako elektronikaren MCU kontrol txipen eskakizun nagusiak egonkortasun hobea, fidagarritasuna, segurtasuna, denbora errealeko eta bestelako ezaugarri teknikoak dira, baita konputazio errendimendu eta biltegiratze ahalmen handiagoa eta energia-kontsumo indizearen eskakizun txikiagoak ere. Karrozeriaren eremuko kontrolatzailea pixkanaka deszentralizatutako funtzionaltasun-hedapen batetik karrozeriaren elektronikaren oinarrizko unitate guztiak, funtzio nagusiak, argiak, ateak, leihoak eta abar integratzen dituen kontrolatzaile handi batera igaro da. Karrozeriaren eremuko kontrol sistemaren diseinuak argiztapena, garbigailuen garbiketa, kontrol zentralizatuko ate-sarrailak, leihoak eta beste kontrolak, PEPS giltza adimendunak, energia-kudeaketa eta abar integratzen ditu. Baita CAN atebidea, CANFD eta FLEXRAY hedagarriak, LIN sarea, Ethernet interfazea eta moduluen garapen eta diseinu teknologia ere.
Oro har, karrozeriaren eremuko MCU kontrol-txip nagusirako aipatutako kontrol-funtzioen lan-eskakizunak batez ere konputazio- eta prozesatzeko errendimenduaren, integrazio funtzionalaren, komunikazio-interfazearen eta fidagarritasunaren alderdietan islatzen dira. Eskakizun espezifikoei dagokienez, karrozeriaren eremuko aplikazio funtzional desberdinen eszenatoki desberdinen arteko funtzio-desberdintasunengatik, hala nola leiho elektrikoak, eserleku automatikoak, atzeko ate elektrikoa eta beste karrozeria-aplikazio batzuk, oraindik ere badaude eraginkortasun handiko motor-kontrol beharrak, karrozeriaren aplikazio horiek MCUak FOC kontrol elektronikoaren algoritmoa eta beste funtzio batzuk integratzea eskatzen baitute. Gainera, karrozeriaren eremuko aplikazio-eszenatoki desberdinek eskakizun desberdinak dituzte txiparen interfazearen konfigurazioari dagokionez. Hori dela eta, normalean beharrezkoa da karrozeriaren eremuko MCUa aplikazio-eszenatoki espezifikoaren funtzio- eta errendimendu-eskakizunen arabera hautatzea, eta oinarri horretan oinarrituta, produktuaren kostu-errendimendua, hornidura-gaitasuna eta zerbitzu teknikoa eta beste faktore batzuk neurtzea.
(2) Errendimendu-eskakizunak
Gorputzaren eremuaren kontrolerako MCU txiparen erreferentzia-adierazle nagusiak hauek dira:
Errendimendua: ARM Cortex-M4F@ 144MHz, 180DMIPS, 8KB-ko instrukzio-cache integratua, Flash azelerazio-unitatearen exekuzio-programaren 0 itxaronaldia onartzen du.
Memoria enkriptatu handiko edukiera: 512K Byte arteko eFlash memoria, biltegiratze enkriptatua, partizioen kudeaketa eta datuen babesa onartzen ditu, ECC egiaztapena onartzen du, 100.000 ezabatze aldi, 10 urteko datuak gordetzeko aukera ematen du; 144K Byte SRAM memoria, hardware parekotasuna onartzen du.
Komunikazio interfaze aberats integratuak: GPIO, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP eta beste interfaze batzuk onartzen ditu.
Errendimendu handiko simulagailu integratua: 12 biteko 5 Msps-ko abiadura handiko ADC, errailetik errailerako independentea den anplifikadore operazionala, abiadura handiko analogiko konparadorea, 12 biteko 1 Msps-ko DAC onartzen ditu; Kanpoko sarrerako erreferentziazko tentsio iturri independentea, kanal anitzeko ukipen-tekla kapazitiboa onartzen ditu; Abiadura handiko DMA kontrolatzailea.
Barneko RC edo kanpoko kristalezko erloju sarrera onartzen du, fidagarritasun handiko berrezarpena.
Kalibrazio integratuko RTC denbora errealeko erlojua, urte bisurteko egutegi iraunkorra, alarma gertaerak, esnatzeko aldizkakoa.
Zehaztasun handiko denbora-kontagailua onartzen du.
Hardware mailako segurtasun ezaugarriak: Enkriptazio algoritmoaren hardware azelerazio motorra, AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5 algoritmoak onartzen dituena; Flash biltegiratze enkriptatzea, erabiltzaile anitzeko partizioen kudeaketa (MMU), TRNG benetako ausazko zenbakien sorgailua, CRC16/32 eragiketa; Idazketa babesa (WRP), irakurketa babes maila anitzak (RDP) onartzen ditu (L0/L1/L2); Segurtasun abiaraztea, programa enkriptatzea deskargatzea, segurtasun eguneratzea onartzen ditu.
Laguntza erlojuaren akatsen monitorizazioa eta eraispenaren aurkako monitorizazioa.
96 biteko UIDa eta 128 biteko UCIDa.
Lan-ingurune oso fidagarria: 1.8V ~ 3.6V/-40℃ ~ 105℃.
(3) Industria-eredua
Karrozeriaren eremuko sistema elektronikoa hazkunde-fase goiztiarrean dago bai atzerriko bai bertako enpresentzat. BCM, PEPS, ateak eta leihoak, eserlekuen kontrolagailuak eta funtzio bakarreko beste produktu batzuk bezalako atzerriko enpresek metaketa tekniko sakona dute, eta atzerriko enpresa nagusiek produktu-lerroen estaldura zabala dute, sistema-integrazioko produktuak egiteko oinarriak ezarriz. Bertako enpresek abantaila batzuk dituzte energia-ibilgailu berrien karrozeriaren aplikazioan. Hartu BYD adibide gisa, BYDren energia-ibilgailu berrian, karrozeriaren eremua ezkerreko eta eskuineko eremuetan banatzen da, eta sistema-integrazioaren produktua berrantolatu eta definitu egiten da. Hala ere, karrozeriaren eremuko kontrol-txipei dagokienez, MCUren hornitzaile nagusia oraindik Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST eta beste nazioarteko txip-fabrikatzaile batzuk dira, eta bertako txip-fabrikatzaileek merkatu-kuota txikia dute gaur egun.
(4) Industriako oztopoak
Komunikazioaren ikuspuntutik, arkitektura tradizionalaren -arkitektura hibridoaren- azken Ibilgailu Ordenagailu Plataformaren eboluzio prozesua dago. Komunikazio abiaduraren aldaketa, baita oinarrizko konputazio potentziaren prezioaren murrizketa ere, segurtasun funtzional handiarekin, da gakoa, eta etorkizunean oinarrizko kontrolatzailearen maila elektronikoan funtzio desberdinen bateragarritasuna pixkanaka lortzea posible da. Adibidez, karrozeria eremuko kontrolatzaileak BCM, PEPS eta uhinen aurkako pitzadura funtzio tradizionalak integra ditzake. Erlatiboki esanda, karrozeria eremuko kontrol txiparen oztopo teknikoak potentzia eremuaren, kabina eremuaren eta abarren aldean txikiagoak dira, eta etxeko txipek karrozeria eremuan aurrerapen handia egiteko eta pixkanaka etxeko ordezkapena gauzatzeko aurrea hartzea espero da. Azken urteotan, karrozeria eremuko aurrealdeko eta atzeko muntaketa merkatuko etxeko MCUak garapen momentu oso ona izan du.
Kabinako kontrol txipa
Elektrifikazioak, adimenak eta sareak automobilgintzako arkitektura elektroniko eta elektrikoaren garapena bizkortu dute domeinu-kontrolaren norabidean, eta kabina ere azkar garatzen ari da ibilgailuaren audio eta bideo entretenimendu sistematik kabina adimendunera. Kabina gizaki-ordenagailu interakzio interfaze batekin aurkezten da, baina aurreko infotainment sistema edo egungo kabina adimenduna izan, konputazio-abiadura duen SOC indartsu bat izateaz gain, denbora errealeko MCU bat ere behar du ibilgailuarekin datuen interakzioa kudeatzeko. Software bidez definitutako ibilgailuak, OTA eta Autosar-ak pixkanaka ezagun egiten ari direnez, kabinako MCU baliabideen eskakizunak gero eta handiagoak dira. FLASH eta RAM edukieraren eskaria gero eta handiagoa da, PIN zenbaketaren eskaria ere handitzen ari da, funtzio konplexuagoek programa exekutatzeko gaitasun sendoagoak behar dituzte, baina bus interfaze aberatsagoa ere badute.
(1) Lanpostuaren eskakizunak
Kabinako MCUak batez ere sistemaren energia kudeaketa, pizteko denboraren kudeaketa, sarearen kudeaketa, diagnostikoa, ibilgailuaren datuen interakzioa, giltza, atzeko argiaren kudeaketa, audio DSP/FM moduluaren kudeaketa, sistemaren denbora kudeaketa eta beste funtzio batzuk gauzatzen ditu.
MCU baliabideen eskakizunak:
· Maiztasun nagusiak eta konputazio-potentziak baldintza batzuk dituzte, maiztasun nagusia ez da 100MHz baino txikiagoa eta konputazio-potentzia ez da 200DMIPS baino txikiagoa;
· Flash biltegiratze espazioa ez da 1 MB baino gutxiagokoa, Flash kodearekin eta Flash datuekin partizio fisikoan;
· 128KB baino gutxiagoko RAM memoria;
· Segurtasun funtzionalaren maila altuko eskakizunak, ASIL-B mailara irits daitezke;
· ADC multikanalaren laguntza;
· CAN-FD kanal anitzeko euskarria;
· Ibilgailuen araudiaren AEC-Q100 maila 1. maila;
· Lineako eguneratzearen laguntza (OTA), Flash laguntza Banku bikoitzarekin;
· SHE/HSM-maila arina edo handiagoa duen informazio-enkriptazio motorra beharrezkoa da abiarazteko modu segurua ahalbidetzeko;
· Pin kopurua ez da 100 PIN baino gutxiagokoa;
(2) Errendimendu-eskakizunak
IO-k tentsio zabaleko elikatze-iturria onartzen du (5.5v~2.7v), IO atakak gaintentsioaren erabilera onartzen du;
Seinale sarrera askok aldaketak izaten dituzte elikatze-iturri bateriaren tentsioaren arabera, eta gehiegizko tentsioa gerta daiteke. Gehiegizko tentsioak sistemaren egonkortasuna eta fidagarritasuna hobetu ditzake.
Oroimenaren bizitza:
Autoaren bizi-zikloa 10 urte baino gehiagokoa da, beraz, autoaren MCU programaren biltegiratzeak eta datuen biltegiratzeak bizitza luzeagoa izan behar dute. Programaren biltegiratzeak eta datuen biltegiratzeak partizio fisiko bereiziak izan behar dituzte, eta programaren biltegiratzea gutxiagotan ezabatu behar da, beraz, Iraunkortasuna>10K, datuen biltegiratzea, berriz, maizago ezabatu behar da, beraz, ezabatutako aldi gehiago behar ditu. Ikusi datuen flash adierazlea Iraunkortasuna>100K, 15 urte (<1K). 10 urte (<100K).
Komunikazio-bus interfazea;
Ibilgailuaren autobus komunikazio karga gero eta handiagoa da, beraz, ohiko CAN CANek ez du komunikazio eskaera asetzen, abiadura handiko CAN-FD autobus eskaera gero eta handiagoa da, eta CAN-FD euskarria pixkanaka MCU estandar bihurtu da.
(3) Industria-eredua
Gaur egun, etxeko kabina adimenduneko MCUen proportzioa oso baxua da oraindik, eta hornitzaile nagusiak NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip eta nazioarteko beste MCU fabrikatzaile batzuk dira oraindik. Hainbat MCU fabrikatzaile nazional egon dira diseinuan, baina merkatuaren errendimendua ikusteko dago oraindik.
(4) Industriako oztopoak
Kabina adimenduneko autoen erregulazio maila eta segurtasun funtzionalaren maila nahiko ez dira oso altuak, batez ere ezagutza metatu delako eta produktuaren etengabeko iterazio eta hobekuntzaren beharragatik. Aldi berean, etxeko lantegietan MCU ekoizpen-lerro askorik ez dagoenez, prozesua nahiko atzerakorra da, eta denbora pixka bat behar da ekoizpen-hornikuntza-kate nazionala lortzeko, eta kostu handiagoak egon daitezke, eta nazioarteko fabrikatzaileekiko lehia-presioa handiagoa da.
Etxeko kontrol-txiparen aplikazioa
Autoen kontrol txipak batez ere autoen MCUetan oinarritzen dira, Ziguang Guowei, Huada Semiconductor, Shanghai Xinti, Zhaoyi Innovation, Jiefa Technology, Xinchi Technology, Beijing Junzheng, Shenzhen Xihua, Shanghai Qipuwei, National Technology, etab. bezalako enpresa nazionalek autoen eskalako MCU produktu sekuentziak dituzte, atzerriko produktu erraldoien erreferentziazkoak, gaur egun ARM arkitekturan oinarrituta. Enpresa batzuek RISC-V arkitekturaren ikerketa eta garapena ere egin dute.
Gaur egun, ibilgailuen kontrol-domeinuko txipa batez ere automobilen aurrealdeko kargaren merkatuan erabiltzen da, eta autoan karrozeriaren eta infotainmentaren arloan aplikatu da, xasisaren, potentziaren arloan eta beste arlo batzuetan, berriz, stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments eta Microchip Semiconductor bezalako atzerriko txipa erraldoiek menderatzen dute oraindik, eta enpresa nazional gutxi batzuek baino ez dituzte masa-ekoizpeneko aplikazioak gauzatu. Gaur egun, Chipchi txipa fabrikatzaile nazionalak ARM Cortex-R5F-n oinarritutako errendimendu handiko kontrol-txipa E3 serieko produktuak kaleratuko ditu 2022ko apirilean, ASIL D-ra iristen den segurtasun funtzionalaren mailarekin, AEC-Q100 1. mailako tenperatura-mailarekin, 800MHz-ko CPU maiztasunarekin eta gehienez 6 CPU nukleorekin. Ibilgailuen neurgailuen MCU ekoizpen masiboan dagoen errendimendu handiko produktua da, segurtasun handiko ibilgailuen neurgailuen MCU merkatu nazionalean dagoen hutsunea betetzen duena, errendimendu eta fidagarritasun handikoa, BMS, ADAS, VCU, by-wire xasisetan, instrumentuetan, HUD-an, atzerako ispilu adimendunean eta beste ibilgailuen kontrol-eremu nagusietan erabil daitekeena. 100 bezero baino gehiagok hartu dute E3 produktuen diseinurako, besteak beste, GAC, Geely eta abar.
Etxeko kontrolatzaileen oinarrizko produktuen aplikazioa
Argitaratze data: 2023ko uztailaren 19a
