Ohjausluokan sirun esittely
Ohjauspiiri viittaa pääasiassa MCU:hun (mikrokontrolleriyksikköön) eli mikrokontrolleriin, joka tunnetaan myös nimellä yksi siru. Sen tarkoituksena on pienentää suorittimen taajuutta ja spesifikaatioita asianmukaisesti. Muisti, ajastin, A/D-muunnos, kello, I/O-portti ja sarjaliikenne sekä muut toiminnalliset moduulit ja liitännät on integroitu yhdelle sirulle. Pääteohjaustoiminnon toteuttamisen ansiosta sillä on korkea suorituskyky, alhainen virrankulutus, ohjelmoitavuus ja suuri joustavuus.
Ajoneuvon mittaritason MCU-kaavio
Autoteollisuus on erittäin tärkeä MCU:n sovellusalue IC Insightsin tietojen mukaan. Vuonna 2019 maailmanlaajuisten MCU-sovellusten osuus autoelektroniikassa oli noin 33 %. Jokaisessa huippuluokan autossa on lähes 100 MCUS:a, ajotietokoneista ja LCD-mittareista moottoreihin, alustaan ja auton suuriin ja pieniin komponentteihin, jotka tarvitsevat MCU-ohjausta.
Alkuaikoina 8- ja 16-bittisiä MCUS-piirejä käytettiin pääasiassa autoissa, mutta autojen elektroniikan ja älykkyyden jatkuvan kehityksen myötä myös tarvittavien MCUS-piirtojen määrä ja laatu kasvavat. Tällä hetkellä 32-bittisten MCUS-piireiden osuus autoteollisuuden MCUS-piireissä on noussut noin 60 prosenttiin, ja ARM:n Cortex-sarjan ydin on edullisen hintansa ja erinomaisen tehonhallinnan ansiosta autoteollisuuden MCU-valmistajien valtavirtavalinta.
Autoteollisuuden MCU:n pääparametreja ovat käyttöjännite, käyttötaajuus, flash- ja RAM-kapasiteetti, ajastinmoduuli ja kanavanumero, AD-muunninmoduuli ja kanavanumero, sarjaliikenneliitännän tyyppi ja numero, tulo- ja lähtöporttien numerot, käyttölämpötila, kotelon muoto ja toiminnallinen turvallisuustaso.
Autoteollisuuden MCUS-piirit voidaan jakaa pääasiassa 8-, 16- ja 32-bittisiin piireihin. Prosessipäivityksen myötä 32-bittisten MCUS-piirien hinta laskee edelleen, ja niistä on tullut valtavirtaa ja ne korvaavat vähitellen aiemmin 8/16-bittisten MCUS-piirien hallitsemat sovellukset ja markkinat.
Sovellusalueen mukaan jaettuna auton MCU voidaan jakaa korijärjestelmään, tehonsyöttöjärjestelmään, alustajärjestelmään, ohjaamoon ja älykkääseen ajojärjestelmään. Ohjaamon ja älykkään ajojärjestelmän osalta MCU:n on oltava erittäin tehokas ja siinä on oltava nopeat ulkoiset tietoliikenneliitännät, kuten CAN FD ja Ethernet. Myös korijärjestelmä vaatii suuren määrän ulkoisia tietoliikenneliitäntöjä, mutta MCU:n laskentatehon vaatimukset ovat suhteellisen alhaiset, kun taas tehonsyöttöjärjestelmä ja alustajärjestelmä vaativat korkeampaa käyttölämpötilaa ja toiminnallista turvallisuutta.
Kotelon ohjauspiiri
Alustajärjestelmä liittyy ajoneuvon ajamiseen ja koostuu vaihteistojärjestelmästä, voimansiirtojärjestelmästä, ohjausjärjestelmästä ja jarrujärjestelmästä. Se koostuu viidestä osajärjestelmästä: ohjauksesta, jarrutuksesta, vaihteenvalitsimesta, kaasusta ja jousituksesta. Autojen älykkyyden kehittyessä älykkäiden ajoneuvojen havainnointi, päätöksenteko ja ohjauksen toteutus ovat olleet alustajärjestelmän ydinjärjestelmiä. Ohjaus sähköisesti ja sähköisesti ovat automaattisen ajon toiminnan ydinkomponentteja.
(1) Työvaatimukset
Alustan ohjausyksikkö käyttää tehokasta, skaalautuvaa toiminnallista turvallisuusalustaa ja tukee anturiklustereita ja moniakselisia inertia-antureita. Tämän sovellusskenaarion perusteella alustan ohjausyksikölle ehdotetaan seuraavia vaatimuksia:
· Korkea taajuus ja korkea laskentatehovaatimus, päätaajuus on vähintään 200 MHz ja laskentateho vähintään 300 DMIPS
· Flash-tallennustilan on oltava vähintään 2 Mt, ja siinä on sekä koodiflash että fyysiset tiedot flash-muodossa;
· RAM-muistia vähintään 512 kt;
· Korkeat toiminnallisen turvallisuuden tasovaatimukset, voi saavuttaa ASIL-D-tason;
· Tukee 12-bittistä tarkkuus-ADC:tä;
· Tukee 32-bittistä tarkkaa ja korkeaa synkronointiajastinta;
· Tukee monikanavaista CAN-FD:tä;
· Tukee vähintään 100M Ethernetiä;
· Luotettavuus vähintään AEC-Q100 Grade1;
· Tukee online-päivitystä (OTA);
· Tukee laiteohjelmiston varmennustoimintoa (kansallinen salainen algoritmi);
(2) Suorituskykyvaatimukset
· Ytimen osa:
I. Ytimen taajuus: eli kellotaajuus ytimen ollessa toiminnassa, jota käytetään edustamaan ytimen digitaalisen pulssisignaalin värähtelyn nopeutta, eikä päätaajuus voi suoraan edustaa ytimen laskentanopeutta. Ytimen toimintanopeus liittyy myös ytimen prosessiin, välimuistiin, käskykantaan jne.
II. Laskentateho: DMIPS:iä voidaan yleensä käyttää arviointiin. DMIPS on yksikkö, joka mittaa MCU:n integroidun vertailuohjelman suhteellista suorituskykyä testattaessa.
· Muistiparametrit:
I. Koodimuisti: muisti, jota käytetään koodin tallentamiseen;
II. Datamuisti: muisti, jota käytetään tiedon tallentamiseen;
III.RAM: Muisti, jota käytetään tilapäisen tiedon ja koodin tallentamiseen.
· Viestintäväylä: mukaan lukien autojen erikoisväylä ja perinteinen tietoliikenneväylä;
· Tarkat oheislaitteet;
· Käyttölämpötila;
(3) Teollinen malli
Koska eri autonvalmistajien käyttämä sähköinen ja elektroninen arkkitehtuuri vaihtelee, myös alustan komponenttivaatimukset vaihtelevat. Saman autotehtaan eri mallien erilaisten kokoonpanojen vuoksi alustan ohjausyksikön (ECU) valinta on erilainen. Nämä erot johtavat erilaisiin MCU-vaatimuksiin alustan osalta. Esimerkiksi Honda Accordissa käytetään kolmea alustan MCU-sirua ja Audi Q7:ssä noin 11 alustan MCU-sirua. Vuonna 2021 kiinalaismerkkisten henkilöautojen tuotanto oli noin 10 miljoonaa, josta polkupyörän alustan MCUS-piirien keskimääräinen kysyntä on 5, ja kokonaismarkkinat ovat nousseet noin 50 miljoonaan. Alustan MCUS-piirien tärkeimmät toimittajat ovat Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI ja ST. Nämä viisi kansainvälistä puolijohdetoimittajaa kattavat yli 99 % alustan MCUS-markkinoista.
(4) Alan esteet
Keskeisestä teknisestä näkökulmasta alustan komponentit, kuten EPS, EPB ja ESC, liittyvät läheisesti kuljettajan hengen turvallisuuteen, joten alustan MCU:n toiminnallinen turvallisuustaso on erittäin korkea, pohjimmiltaan ASIL-D-tason vaatimukset. Tämä MCU:n toiminnallinen turvallisuustaso on tyhjä Kiinassa. Toiminnallisen turvallisuustason lisäksi alustan komponenttien sovellusskenaarioissa on erittäin korkeat vaatimukset MCU:n taajuudelle, laskentateholle, muistikapasiteetille, oheislaitteiden suorituskyvylle, oheislaitteiden tarkkuudelle ja muille näkökohdille. Alustan MCU on muodostanut erittäin korkean teollisuuden esteen, jota kotimaisten MCU-valmistajien on haastava ja murrettava.
Toimitusketjun osalta alustakomponenttien ohjauspiirin korkeataajuisten ja suurtehoisten vaatimusten vuoksi kiekkojen tuotantoprosessille ja -prosessille asetetaan suhteellisen korkeat vaatimukset. Tällä hetkellä näyttää siltä, että yli 200 MHz:n MCU-taajuusvaatimusten täyttämiseksi tarvitaan vähintään 55 nm:n prosessi. Tässä suhteessa kotimainen MCU-tuotantolinja ei ole vielä valmis eikä ole saavuttanut massatuotantotasoa. Kansainväliset puolijohdevalmistajat ovat pohjimmiltaan ottaneet käyttöön IDM-mallin kiekkojen valimoiden osalta, ja tällä hetkellä vain TSMC:llä, UMC:llä ja GF:llä on vastaavat ominaisuudet. Kotimaiset siruvalmistajat ovat kaikki Fabless-yrityksiä, ja kiekkojen valmistuksessa ja kapasiteetin varmistamisessa on haasteita ja tiettyjä riskejä.
Ydinlaskennan skenaarioissa, kuten autonomisessa ajamisessa, perinteisiä yleiskäyttöisiä suorittimia on vaikea sopeuttaa tekoälylaskennan vaatimuksiin alhaisen laskentatehokkuutensa vuoksi. Tekoälysiruilla, kuten GPU:illa, FPGA:lla ja ASIC:lla, on erinomainen suorituskyky reunalla ja pilvessä omine ominaisuuksineen ja niitä käytetään laajalti. Teknologiatrendien näkökulmasta GPU on edelleen hallitseva tekoälysiru lyhyellä aikavälillä, ja pitkällä aikavälillä ASIC on lopullinen suunta. Markkinatrendien näkökulmasta tekoälysirujen maailmanlaajuinen kysyntä ylläpitää nopeaa kasvuvauhtia, ja pilvi- ja reunasiruilla on suurempi kasvupotentiaali, ja markkinoiden kasvuvauhdin odotetaan olevan lähes 50 % seuraavien viiden vuoden aikana. Vaikka kotimaisen siruteknologian perusta on heikko, tekoälysovellusten nopean laskeutumisen myötä tekoälysirujen kysynnän nopea volyymi luo mahdollisuuksia paikallisten siruyritysten teknologian ja ominaisuuksien kasvulle. Autonomisella ajamisella on tiukat vaatimukset laskentatehon, viiveen ja luotettavuuden suhteen. Tällä hetkellä käytetään enimmäkseen GPU+FPGA-ratkaisuja. Algoritmien vakauden ja datalähtöisyyden ansiosta ASIC:ien odotetaan valtaavan markkinatilaa.
CPU-sirulla tarvitaan paljon tilaa haarojen ennustamiseen ja optimointiin, mikä säästää erilaisia tiloja tehtävien vaihdon viiveen vähentämiseksi. Tämä tekee siitä myös sopivamman logiikkaohjaukseen, sarjaliikenneoperaatioihin ja yleisiin dataoperaatioihin. Otetaan esimerkiksi GPU ja CPU. CPU:hun verrattuna GPU käyttää suurta määrää laskentayksiköitä ja pitkää putkea, vain hyvin yksinkertaista ohjauslogiikkaa ja poistaa välimuistin. CPU ei ainoastaan vie paljon tilaa välimuistin vuoksi, vaan sillä on myös monimutkainen ohjauslogiikka ja monia optimointipiirejä, mikä on vain pieni osa laskentatehosta verrattuna siihen.
Tehoalueen ohjauspiiri
Tehoalueen ohjain on älykäs voimansiirron hallintayksikkö. CAN/FLEXRAY-väylän avulla se mahdollistaa vaihteiston hallinnan, akun hallinnan ja laturin säätelyn valvonnan. Sitä käytetään pääasiassa voimansiirron optimointiin ja ohjaukseen, ja lisäksi se sisältää sekä sähköisiä älykkäitä vianmäärityksiä, älykästä virransäästöä, väyläkommunikaatiota ja muita toimintoja.
(1) Työvaatimukset
Tehoalueen ohjaus-MCU voi tukea tärkeimpiä tehonsyötön sovelluksia, kuten rakennusautomaatiojärjestelmiä, seuraavin vaatimuksin:
· Korkea päätaajuus, päätaajuus 600MHz~800MHz
· 4 Mt RAM-muistia
· Korkeat toiminnallisen turvallisuuden tasovaatimukset, voi saavuttaa ASIL-D-tason;
· Tukee monikanavaista CAN-FD:tä;
· Tukee 2G Ethernetiä;
· Luotettavuus vähintään AEC-Q100 Grade1;
· Tukee laiteohjelmiston varmennustoimintoa (kansallinen salainen algoritmi);
(2) Suorituskykyvaatimukset
Korkea suorituskyky: Tuote integroi ARM Cortex R5 -kaksoisydinsuorittimen (lock-step) ja 4 Mt:n sirulle integroidun SRAM-muistin tukemaan autoteollisuuden sovellusten kasvavia laskentateho- ja muistivaatimuksia. ARM Cortex-R5F -suoritin jopa 800 MHz:iin asti. Korkea turvallisuus: Ajoneuvospesifikaatioiden luotettavuusstandardi AEC-Q100 saavuttaa luokan 1 ja ISO26262-toiminnallinen turvallisuustaso ASIL D:n. Kaksiydinsuoritin (lock-step) voi saavuttaa jopa 99 %:n diagnostisen kattavuuden. Sisäänrakennettu tietoturvamoduuli integroi todellisen satunnaislukugeneraattorin, AES:n, RSA:n, ECC:n, SHA:n ja laitteistokiihdyttimiä, jotka täyttävät asiaankuuluvat valtion ja yritysten turvallisuusstandardit. Näiden tietoturvatoimintojen integrointi voi vastata sovellusten tarpeisiin, kuten turvalliseen käynnistykseen, turvalliseen tiedonsiirtoon sekä turvallisiin laiteohjelmistopäivityksiin ja -päivityksiin.
Kehon alueen ohjaussiru
Korialue on pääasiassa vastuussa korin eri toimintojen ohjauksesta. Ajoneuvojen kehityksen myötä myös korialueen ohjain on yhä tärkeämpi. Ohjaimen kustannusten ja ajoneuvon painon vähentämiseksi on integroitava kaikki toiminnalliset laitteet auton etuosasta, keskiosasta ja takaosasta, kuten takajarruvalo, takaseisontavalo, takaovien lukko ja jopa kaksoistukivarren tukivarsi, yhdeksi kokonaisvaltaiseksi ohjaimeksi.
Korialueen ohjain integroi yleensä BCM:n, PEPS:n, TPMS:n, Gatewayn ja muita toimintoja, mutta se voi laajentaa myös istuimen säätöä, taustapeilien säätöä, ilmastoinnin säätöä ja muita toimintoja, hallita kaikkia toimilaitteita kattavasti ja yhtenäisesti sekä kohdentaa järjestelmäresursseja järkevästi ja tehokkaasti. Korialueen ohjaimella on lukuisia toimintoja, kuten alla on esitetty, mutta ne eivät rajoitu tässä lueteltuihin.
(1) Työvaatimukset
Autoelektroniikan päävaatimukset MCU-ohjaussiruille ovat parempi vakaus, luotettavuus, turvallisuus, reaaliaikaisuus ja muut tekniset ominaisuudet sekä suurempi laskentateho ja tallennuskapasiteetti sekä alhaisemmat virrankulutusindeksivaatimukset. Koritilan ohjain on vähitellen siirtynyt hajautetusta toiminnallisesta toteutuksesta suureen ohjaimeen, joka integroi kaikki korielektroniikan perusohjaimet, keskeiset toiminnot, valot, ovet, ikkunat jne. Koritilan ohjausjärjestelmän suunnittelu integroi valaistuksen, pyyhkijöiden pesurit, keskuslukitusovien lukot, ikkunat ja muut ohjauslaitteet, PEPS-älyavaimet, virranhallinta jne. Sekä yhdyskäytävä CAN, laajennettavat CANFD ja FLEXRAY, LIN-verkko, Ethernet-liitäntä sekä moduulien kehitys- ja suunnitteluteknologia.
Yleisesti ottaen edellä mainittujen MCU:n pääohjaussirun ohjaustoimintojen työvaatimukset korialueella heijastuvat pääasiassa laskennan ja prosessoinnin suorituskyvyn, toiminnallisen integraation, tietoliikennerajapinnan ja luotettavuuden näkökohdissa. Erityisvaatimusten osalta korialueen eri toiminnallisten sovellusskenaarioiden, kuten sähköikkunoiden, automaattisten istuinten, sähköisen takaluukun ja muiden korisovellusten, toiminnallisten erojen vuoksi on edelleen olemassa tehokkaita moottorinohjaustarpeita. Tällaiset korisovellukset edellyttävät MCU:lta FOC-elektronisen ohjausalgoritmin ja muiden toimintojen integrointia. Lisäksi korialueen eri sovellusskenaarioilla on erilaiset vaatimukset sirun rajapintakokoonpanolle. Siksi on yleensä tarpeen valita korialueen MCU tietyn sovellusskenaarion toiminnallisten ja suorituskykyvaatimusten mukaisesti ja mitata tältä pohjalta kattavasti tuotteen kustannukset, suorituskyky, toimituskyky ja tekninen palvelu sekä muut tekijät.
(2) Suorituskykyvaatimukset
Kehon pinta-alan ohjaus-MCU-sirun tärkeimmät vertailuindikaattorit ovat seuraavat:
Suorituskyky: ARM Cortex-M4F@ 144MHz, 180DMIPS, sisäänrakennettu 8KB käskyvälimuisti, tukee Flash-kiihdytysyksikön suoritusohjelmaa 0 odotusajalla.
Suurikapasiteettinen salattu muisti: jopa 512 kt eFlash, tukee salattua tallennusta, osioiden hallintaa ja tietojen suojausta, tukee ECC-vahvistusta, 100 000 poistokertaa, 10 vuoden tietojen säilytysaika; 144 kt SRAM, tukee laitteistopariteettia.
Integroidut monipuoliset tietoliikenneliitännät: Tukee monikanavaista GPIO-, USART-, UART-, SPI-, QSPI-, I2C-, SDIO-, USB2.0-, CAN 2.0B-, EMAC-, DVP- ja muita liitäntöjä.
Integroitu tehokas simulaattori: Tukee 12-bittistä 5 Msps:n nopeaa ADC:tä, kiskosta kiskoon riippumatonta operaatiovahvistinta, nopeaa analogista komparaattoria, 12-bittistä 1 Msps:n DAC:ia; Tukee ulkoisesta tulosta riippumatonta referenssijännitelähdettä, monikanavaista kapasitiivista kosketusnäppäintä; Nopeaa DMA-ohjainta.
Tukee sisäistä RC- tai ulkoista kristallikellotuloa, korkea luotettavuus.
Sisäänrakennettu kalibroitu RTC-reaaliaikakello, tukee karkausvuoden ikuista kalenteria, hälytystapahtumia, säännöllistä herätystä.
Tukee tarkkaa ajoituslaskuria.
Laitteistotason suojausominaisuudet: Salausalgoritmin laitteistokiihdytysmoottori, joka tukee AES-, DES-, TDES-, SHA1/224/256-, SM1-, SM3-, SM4-, SM7- ja MD5-algoritmeja; Flash-muistin salaus, usean käyttäjän osioiden hallinta (MMU), TRNG-satunnaislukugeneraattori, CRC16/32-toiminta; Tuki kirjoitussuojaukselle (WRP), useille lukusuojaustasoille (RDP) (L0/L1/L2); Tuki käynnistyksen suojaukselle, ohjelmien salauksen lataukselle ja tietoturvapäivitykselle.
Tukee kelloviikojen valvontaa ja purkujen estoa.
96-bittinen UID ja 128-bittinen UCID.
Erittäin luotettava työympäristö: 1,8 V ~ 3,6 V / -40 ℃ ~ 105 ℃.
(3) Teollinen malli
Korialueen elektroniikkajärjestelmät ovat kasvun alkuvaiheessa sekä ulkomaisille että kotimaisille yrityksille. Ulkomaisilla yrityksillä, kuten BCM:llä, PEPS:llä, ovilla ja ikkunoilla, istuinohjaimilla ja muilla yksitoimisilla tuotteilla, on syvällinen tekninen kokemus, kun taas suurilla ulkomaisilla yrityksillä on laaja tuotevalikoima, mikä luo pohjan järjestelmäintegraatiotuotteille. Kotimaisilla yrityksillä on tiettyjä etuja uusien energiatehokkaiden ajoneuvojen korien soveltamisessa. Esimerkkinä BYD:n uusi energiatehokas ajoneuvo, jossa korialue on jaettu vasempaan ja oikeaan alueeseen, ja järjestelmäintegraation tuote on järjestetty uudelleen ja määritelty. Korialueen ohjauspiirien osalta MCU:n päätoimittaja on kuitenkin edelleen Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST ja muut kansainväliset siruvalmistajat, ja kotimaisten siruvalmistajien markkinaosuus on tällä hetkellä pieni.
(4) Alan esteet
Viestinnän näkökulmasta on olemassa perinteisen arkkitehtuurin, hybridiarkkitehtuurin ja lopullisen ajoneuvotietokonealustan kehitysprosessi. Viestintänopeuden muutos sekä peruslaskentatehon hinnan alentaminen korkean toiminnallisen turvallisuuden kanssa ovat avainasemassa, ja tulevaisuudessa on mahdollista toteuttaa vähitellen eri toimintojen yhteensopivuus perusohjaimen elektronisella tasolla. Esimerkiksi korialueen ohjain voi integroida perinteiset BCM-, PEPS- ja ripple-puristumisenestotoiminnot. Suhteellisesti ottaen korialueen ohjauspiirin tekniset esteet ovat alhaisemmat kuin tehonsäätöalueen, ohjaamon alueen jne., ja kotimaisten sirujen odotetaan ottavan johtoaseman suuren läpimurron tekemisessä korialueen alueella ja toteuttavan vähitellen kotimaista korvaamista. Viime vuosina kotimaisten MCU-laitteiden kehitys korialueen etu- ja taka-asennusmarkkinoilla on ollut erittäin hyvää.
Ohjaamon ohjauspiiri
Sähköistäminen, älykkyys ja verkottuminen ovat kiihdyttäneet autojen elektronisen ja sähköisen arkkitehtuurin kehitystä alueohjauksen suuntaan, ja myös ohjaamo kehittyy nopeasti ajoneuvon audio- ja videoviihdejärjestelmästä älykkääseen ohjaamoon. Ohjaamossa on ihmisen ja tietokoneen vuorovaikutusrajapinta, mutta olipa kyseessä sitten edellinen tietoviihdejärjestelmä tai nykyinen älykäs ohjaamo, tehokkaan ja laskentatehokkaan SOC-piirin lisäksi se tarvitsee myös reaaliaikaisen MCU:n käsittelemään ajoneuvon kanssa tapahtuvaa datavuorovaikutusta. Ohjelmistopohjaisten ajoneuvojen, OTA:n ja Autosarin asteittainen yleistyminen älykkäässä ohjaamossa lisää ohjaamon MCU-resurssien vaatimuksia yhä enemmän. Tämä näkyy erityisesti FLASH- ja RAM-kapasiteetin kasvavana kysyntänä, ja myös PIN-koodien määrän kysyntä kasvaa. Monimutkaisemmat toiminnot vaativat vahvempia ohjelmien suoritusominaisuuksia, mutta myös rikkaampaa väylärajapintaa.
(1) Työvaatimukset
Ohjaamon MCU toteuttaa pääasiassa järjestelmän virranhallintaa, käynnistysajoituksen hallintaa, verkonhallintaa, vianmääritystä, ajoneuvotietojen vuorovaikutusta, näppäinten hallintaa, taustavalon hallintaa, äänen DSP/FM-moduulin hallintaa, järjestelmän ajanhallintaa ja muita toimintoja.
MCU-resurssivaatimukset:
· Päätaajuudella ja laskentateholla on tietyt vaatimukset, päätaajuus on vähintään 100 MHz ja laskentateho vähintään 200 DMIPS;
· Flash-tallennustilan on oltava vähintään 1 Mt, ja siinä on sekä koodiflash että fyysiset tiedot flash-muodossa;
· RAM-muistia vähintään 128 kt;
· Korkeat toiminnallisen turvallisuuden tasovaatimukset, voi saavuttaa ASIL-B-tason;
· Tukee monikanavaista ADC:tä;
· Tukee monikanavaista CAN-FD:tä;
· Ajoneuvojen säännösten luokka AEC-Q100, luokka 1;
· Tukee online-päivitystä (OTA), Flash tukee kahta pankkia;
· Turvallisen käynnistyksen tukemiseksi tarvitaan SHE/HSM-kevyt ja sitä korkeampi tiedonsalausmoottori;
· PIN-koodien lukumäärä on vähintään 100 PIN-koodia;
(2) Suorituskykyvaatimukset
IO tukee laajaa jännitesyöttöä (5,5 V ~ 2,7 V), IO-portti tukee ylijännitekäyttöä;
Monet signaalitulot vaihtelevat virtalähteen akun jännitteen mukaan, ja ylijännitettä voi esiintyä. Ylijännite voi parantaa järjestelmän vakautta ja luotettavuutta.
Muistielämä:
Auton elinkaari on yli 10 vuotta, joten auton MCU:n ohjelmatallennuksen ja datatallennuksen on oltava kestävämpiä. Ohjelmatallennuksen ja datatallennuksen on oltava fyysisesti erillisiä, ja ohjelmatallennus on tyhjennettävä harvemmin, eli kestävyys > 10 kt, kun taas datatallennus on tyhjennettävä useammin, joten tyhjennyskertojen määrä on suurempi. Katso datan flash-indikaattoria kestävyys > 100 kt, 15 vuotta (< 1 kt), 10 vuotta (< 100 kt).
Tiedonsiirtoväyläliitäntä;
Ajoneuvon väyläkommunikaatiokuormitus kasvaa jatkuvasti, joten perinteinen CAN CAN ei enää vastaa kommunikaatiotarpeisiin. Nopean CAN-FD-väylän kysyntä kasvaa jatkuvasti, ja CAN-FD:n tukemisesta on vähitellen tullut MCU-standardi.
(3) Teollinen malli
Tällä hetkellä kotimaisten älykkäiden ohjaamojen MCU-laitteiden osuus on edelleen hyvin alhainen, ja tärkeimmät toimittajat ovat edelleen NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip ja muut kansainväliset MCU-valmistajat. Useat kotimaiset MCU-valmistajat ovat olleet mukana suunnittelussa, mutta markkinoiden kehitys on vielä nähtävä.
(4) Alan esteet
Älykkäiden ohjaamojen sääntelytaso ja toiminnallinen turvallisuustaso eivät ole suhteellisen korkeita, pääasiassa osaamisen kertymisen sekä jatkuvan tuotekehityksen ja -parannuksen tarpeen ansiosta. Samaan aikaan, koska kotimaisissa tehtaissa ei ole paljon MCU-tuotantolinjoja, prosessi on suhteellisen takapajuinen, ja kansallisen tuotantoketjun saavuttaminen vie aikaa, ja kustannukset voivat olla korkeammat, ja kilpailupaine kansainvälisten valmistajien kanssa on suurempi.
Kotimaisen ohjauspiirin käyttö
Auton ohjauspiirit perustuvat pääasiassa autojen MCU-järjestelmiin. Kotimaisilla johtavilla yrityksillä, kuten Ziguang Guowei, Huada Semiconductor, Shanghai Xinti, Zhaoyi Innovation, Jiefa Technology, Xinchi Technology, Beijing Junzheng, Shenzhen Xihua, Shanghai Qipuwei, National Technology jne., on kaikilla autokokoisia MCU-tuotesarjoja, jotka ovat ulkomaisten jättiläisten tuotteiden vertailukohteita ja perustuvat tällä hetkellä ARM-arkkitehtuuriin. Jotkut yritykset ovat myös tehneet RISC-V-arkkitehtuurin tutkimus- ja kehitystyötä.
Tällä hetkellä kotimaista ajoneuvojen ohjauspiiriä käytetään pääasiassa autojen etukuormausmarkkinoilla, ja sitä on sovellettu autoihin kori- ja tietoviihdejärjestelmissä, kun taas alustan, tehon ja muiden alojen alalla sitä hallitsevat edelleen ulkomaiset sirujättiläiset, kuten stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments ja Microchip Semiconductor, ja vain harvat kotimaiset yritykset ovat toteuttaneet massatuotantosovelluksia. Tällä hetkellä kotimainen siruvalmistaja Chipchi julkaisee huhtikuussa 2022 ARM Cortex-R5F -pohjaisia tehokkaita E3-sarjan ohjauspiirituotteita, joiden toiminnallinen turvallisuustaso saavuttaa ASIL D:n, lämpötilataso tukee AEC-Q100 Grade 1 -standardia, suorittimen taajuus on jopa 800 MHz ja siinä on jopa 6 suorittimen ydintä. Se on tehokkain tuote olemassa olevissa massatuotantoisissa ajoneuvojen mittariston MCU-järjestelmissä, ja se täyttää aukon kotimaisten huippuluokan korkean turvallisuustason ajoneuvojen mittariston MCU-markkinoilla. Korkean suorituskyvyn ja luotettavuuden ansiosta sitä voidaan käyttää BMS:ssä, ADAS:ssa, VCU:ssa, by-wire-alustoissa, mittareissa, HUD:ssa, älykkäissä taustapeileissä ja muilla keskeisillä ajoneuvojen ohjausaloilla. Yli 100 asiakasta, mukaan lukien GAC, Geely jne., on ottanut E3:n käyttöön tuotesuunnittelussa.
Kotimaisten ohjainydintuotteiden käyttö
Julkaisun aika: 19.7.2023
