Kendaraan bahan bakar tradisional memerlukan sekitar 500 hingga 600 chip, dan sekitar 1.000 mobil ringan campuran, mobil hibrida plug-in, dan kendaraan listrik murni memerlukan sedikitnya 2.000 chip.
Artinya, seiring pesatnya perkembangan kendaraan listrik pintar, permintaan chip proses canggih tidak hanya terus meningkat, tetapi juga permintaan chip tradisional. Inilah MCU. Selain peningkatan jumlah sepeda, pengontrol domain juga menghadirkan permintaan baru akan MCU dengan keamanan tinggi, keandalan tinggi, dan daya komputasi tinggi.
MCU, atau MicroController Unit, dikenal sebagai mikrokomputer/mikrokontroler/mikrokomputer chip tunggal, mengintegrasikan CPU, memori, dan fungsi periferal pada satu chip untuk membentuk komputer tingkat chip dengan fungsi kontrol. MCU terutama digunakan untuk mencapai pemrosesan sinyal dan kontrol. MCU merupakan inti dari sistem kontrol cerdas.
MCU dan elektronik otomotif, industri, komputer dan jaringan, elektronik konsumen, peralatan rumah tangga, dan Internet of Things (IoT) sangat erat kaitannya dengan kehidupan kita. Elektronik Mobil merupakan pasar terbesar dalam elektronik otomotif, dan elektron mobil menyumbang 33% secara global.
Struktur MCU
MCU terutama terdiri dari CPU prosesor pusat, memori (ROM dan RAM), antarmuka I/O input dan output, port serial, penghitung, dll.
CPUUnit Pemrosesan Pusat (Central Processing Unit/CPU), sebuah prosesor sentral, merupakan komponen inti di dalam MCU. Komponen-komponen ini dapat melakukan operasi logika aritmatika data, pemrosesan variabel bit, dan transmisi data. Bagian kontrol mengoordinasikan pekerjaan sesuai dengan waktu tertentu secara berurutan untuk menganalisis dan menjalankan instruksi.
ROMMemori Hanya-Baca adalah memori program yang digunakan untuk menyimpan program yang ditulis oleh produsen. Informasinya dibaca tanpa merusak. Intisari
RAMMemori Akses Acak (RAM) adalah memori data yang bertukar data secara langsung dengan CPU, dan data tersebut tidak dapat disimpan setelah daya padam. Program dapat ditulis dan dibaca kapan saja saat sedang berjalan, yang umumnya digunakan sebagai media penyimpanan data sementara untuk sistem operasi atau program lain yang sedang berjalan.
Hubungan antara CPU dan MCU:
CPU adalah inti dari kendali operasional. Selain CPU, MCU juga berisi ROM atau RAM, yang merupakan chip tingkat chip. Yang umum adalah SOC (System On Chip), yang disebut chip tingkat sistem yang dapat menyimpan dan menjalankan kode tingkat sistem, menjalankan QNX, Linux, dan sistem operasi lainnya, termasuk beberapa unit prosesor (CPU+GPU + DSP+NPU+penyimpanan+unit antarmuka).
Digit MCU
Angka tersebut mengacu pada lebar MCU yang memproses setiap data. Semakin tinggi jumlah digit, semakin kuat kapasitas pemrosesan data MCU. Saat ini, yang paling penting adalah 8, 16, dan 32 digit, di mana 32 bit merupakan yang paling banyak dan berkembang pesat.
Dalam aplikasi elektronik otomotif, biaya MCU 8-bit rendah dan mudah dikembangkan. Saat ini, MCU 8-bit sebagian besar digunakan untuk kontrol yang relatif sederhana, seperti pencahayaan, air hujan, jendela, kursi, dan pintu. Namun, untuk aspek yang lebih rumit, seperti tampilan instrumen, sistem informasi hiburan kendaraan, sistem kendali daya, sasis, sistem bantuan pengemudi, dll., terutama MCU 32-bit. Seiring dengan perkembangan elektrifikasi, kecerdasan, dan jaringan otomotif, kebutuhan daya komputasi untuk MCU juga semakin tinggi.
Otentikasi mobil MCU
Sebelum pemasok MCU memasuki sistem rantai pasokan OEM, umumnya perlu menyelesaikan tiga sertifikasi utama: tahap desain harus mengikuti standar keamanan fungsional ISO 26262, tahap aliran dan pengemasan harus mengikuti AEC-Q001 ~ 004 dan IATF16949, serta selama tahap pengujian sertifikasi Ikuti AEC-Q100/Q104.
Di antara mereka, ISO 26262 mendefinisikan empat tingkat keamanan ASIL, dari rendah ke tinggi, A, B, C, dan D; AEC-Q100 dibagi menjadi empat tingkat keandalan, dari rendah ke tinggi, masing-masing 3, 2, 1, dan 0, 3, 2, 1, dan 0. Inti Sertifikasi seri AEC-Q100 umumnya memakan waktu 1-2 tahun, sedangkan sertifikasi ISO 26262 lebih sulit dan siklusnya lebih panjang.
Penerapan MCU dalam industri kendaraan listrik pintar
Penerapan MCU dalam industri otomotif sangat luas. Misalnya, aplikasinya mulai dari aksesori bodi, sistem tenaga, sasis, hiburan informasi kendaraan, hingga sistem berkendara cerdas. Dengan hadirnya era kendaraan listrik pintar, permintaan masyarakat akan produk MCU akan semakin tinggi.
Elektrifikasi:
1. Sistem manajemen baterai BMSBMS perlu mengontrol pengisian dan pengosongan baterai, suhu, dan penyeimbangan baterai. Papan kontrol utama memerlukan satu MCU, dan setiap konsol slave juga memerlukan satu MCU;
2.Pengendali kendaraan VCU:Manajemen energi kendaraan listrik perlu meningkatkan pengontrol kendaraan, dan pada saat yang sama dilengkapi dengan MCU kelas atas 32-bit, yang berbeda dari rencana setiap pabrik;
3.Pengontrol mesin/pengontrol kotak roda gigi: Penggantian stok, kontrol inverter kendaraan listrik MCU, pengontrol mesin kendaraan berbahan bakar minyak alternatif. Karena kecepatan motor yang tinggi, peredam perlu diperlambat. Pengontrol girboks.
Intelijen:
1. Saat ini, pasar otomotif domestik masih dalam tahap penetrasi kecepatan tinggi L2. Dari pertimbangan biaya dan kinerja yang komprehensif, OEM meningkatkan fungsi ADAS dengan tetap mengadopsi arsitektur terdistribusi. Dengan peningkatan laju pemuatan, MCU pemrosesan informasi sensor juga meningkat.
2. Karena meningkatnya jumlah fungsi kokpit, peran chip energi baru yang lebih tinggi menjadi semakin penting, dan status MCU yang sesuai telah menurun.
Keahlian
MCU sendiri memiliki persyaratan prioritas untuk daya komputasi dan tidak memiliki persyaratan tinggi untuk proses lanjutan. Di saat yang sama, penyimpanan tertanam bawaannya sendiri juga membatasi peningkatan proses MCU. Gunakan proses 28nm dengan produk MCU. Spesifikasi regulasi kendaraan sebagian besar adalah wafer 8 inci. Beberapa produsen, terutama IDM, telah mulai beralih ke platform 12 inci.
Proses 28nm dan 40nm saat ini merupakan proses yang umum di pasaran.
Perusahaan-perusahaan tipikal di dalam dan luar negeri
Dibandingkan dengan MCU tingkat konsumsi dan industri, MCU tingkat otomotif memiliki persyaratan yang lebih tinggi dalam hal lingkungan operasi, keandalan, dan siklus pasokan. Selain itu, sulit untuk dimasuki, sehingga struktur pasar MCU secara umum relatif terkonsentrasi. Pada tahun 2021, lima perusahaan MCU teratas di dunia menguasai 82%.
Saat ini, MCU tingkat mobil di negara saya masih dalam masa pengenalan, dan rantai pasokannya memiliki potensi besar untuk alternatifisasi lahan dan domestik.
Waktu posting: 08-Jul-2023
