การรวมความรู้ MCU ระดับมอเตอร์

รถยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงแบบดั้งเดิมต้องใช้ชิปประมาณ 500 ถึง 600 ชิ้น และรถยนต์แบบผสมขนาดเล็ก ปลั๊กอินไฮบริด และรถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ประมาณ 1,000 คันต้องใช้ชิปอย่างน้อย 2,000 ชิ้น

ซึ่งหมายความว่าในกระบวนการพัฒนาอย่างรวดเร็วของยานพาหนะไฟฟ้าอัจฉริยะ ไม่เพียงแต่ความต้องการชิปกระบวนการขั้นสูงยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่ความต้องการชิปแบบดั้งเดิมก็จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเช่นกัน นี่คือเอ็มซียู นอกเหนือจากการเพิ่มจำนวนจักรยานแล้ว ตัวควบคุมโดเมนยังนำเสนอความต้องการใหม่ด้านความปลอดภัยสูง ความน่าเชื่อถือสูง และ MCU พลังการประมวลผลสูงอีกด้วย

MCU หรือหน่วยไมโครคอนโทรลเลอร์ หรือที่รู้จักกันในชื่อไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียว/ไมโครคอนโทรลเลอร์/ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปตัวเดียว ผสานรวมฟังก์ชัน CPU หน่วยความจำ และอุปกรณ์ต่อพ่วงไว้บนชิปตัวเดียวเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ระดับชิปพร้อมฟังก์ชันควบคุม ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อบรรลุการประมวลผลและควบคุมสัญญาณ แกนหลักของระบบควบคุมอัจฉริยะ

MCU และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ อุตสาหกรรม คอมพิวเตอร์และเครือข่าย เครื่องใช้ไฟฟ้า เครื่องใช้ในบ้าน และ Internet of Things มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับชีวิตของเรา Car Electronics เป็นตลาดที่ใหญ่ที่สุดในกลุ่มผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ และอิเล็กตรอนในรถยนต์คิดเป็น 33% ทั่วโลก

โครงสร้างเอ็มซียู

MCU ส่วนใหญ่ประกอบด้วย CPU โปรเซสเซอร์กลาง, หน่วยความจำ (ROM และ RAM), อินเทอร์เฟซ I/O อินพุตและเอาต์พุต, พอร์ตอนุกรม, ตัวนับ ฯลฯ

ซีพียู: Central Processing Unit ซึ่งเป็นโปรเซสเซอร์กลางเป็นส่วนประกอบหลักภายใน MCU ส่วนประกอบส่วนประกอบสามารถดำเนินการตรรกะทางคณิตศาสตร์ข้อมูล การประมวลผลตัวแปรบิต และการดำเนินการส่งข้อมูลให้เสร็จสมบูรณ์ได้ ส่วนควบคุมจะประสานงานการทำงานตามเวลาที่กำหนดตามลำดับเพื่อวิเคราะห์และดำเนินการตามคำแนะนำ

รอม: Read-only Memory คือหน่วยความจำโปรแกรมที่ใช้จัดเก็บโปรแกรมที่เขียนโดยผู้ผลิต ข้อมูลจะถูกอ่านในลักษณะที่ไม่ทำลาย เอสเซ้นส์

แรม: Random Access Memory เป็นหน่วยความจำข้อมูลที่แลกเปลี่ยนข้อมูลกับ CPU โดยตรง และไม่สามารถรักษาข้อมูลได้หลังจากที่ไฟดับ โปรแกรมสามารถเขียนและอ่านได้ตลอดเวลาในขณะที่รัน ซึ่งโดยทั่วไปใช้เป็นสื่อบันทึกข้อมูลชั่วคราวสำหรับระบบปฏิบัติการหรือโปรแกรมอื่นๆ ที่กำลังรันอยู่

ความสัมพันธ์ระหว่าง CPU และ MCU: 

CPU เป็นแกนหลักของการควบคุมการปฏิบัติงาน นอกจาก CPU แล้ว MCU ยังมี ROM หรือ RAM ซึ่งเป็นชิประดับชิป ชิปทั่วไปคือ SOC (System On Chip) ซึ่งเรียกว่าชิประดับระบบที่สามารถจัดเก็บและรันโค้ดระดับระบบ รัน QNX, Linux และระบบปฏิบัติการอื่นๆ รวมถึงหน่วยประมวลผลหลายหน่วย (CPU+GPU +DSP+NPU+storage +หน่วยอินเทอร์เฟซ)

ตัวเลข MCU

ตัวเลขนี้หมายถึงความกว้างของ MCU แต่ละรายการที่ประมวลผลข้อมูล ยิ่งจำนวนหลักสูงเท่าใด ความสามารถในการประมวลผลข้อมูล MCU ก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ปัจจุบันตัวเลขที่สำคัญที่สุดคือ 8, 16 และ 32 หลัก ซึ่ง 32 บิตคิดเป็นมากที่สุดและเติบโตอย่างรวดเร็ว

ในการใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์ MCU 8 บิตมีราคาต่ำและง่ายต่อการพัฒนา ปัจจุบันส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการควบคุมที่ค่อนข้างง่าย เช่น แสงสว่าง น้ำฝน หน้าต่าง ที่นั่ง และประตู อย่างไรก็ตาม สำหรับแง่มุมที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น การแสดงแผงหน้าปัด ระบบข้อมูลความบันเทิงในรถยนต์ ระบบควบคุมกำลัง แชสซี ระบบช่วยเหลือการขับขี่ ฯลฯ ส่วนใหญ่เป็นแบบ 32 บิต และวิวัฒนาการซ้ำของการใช้พลังงานไฟฟ้า ความฉลาด และเครือข่ายในยานยนต์ พลังการประมวลผล ข้อกำหนดสำหรับ MCU ก็มีเพิ่มมากขึ้นเช่นกัน

การรับรองความถูกต้องของรถยนต์ MCU

ก่อนที่ซัพพลายเออร์ MCU จะเข้าสู่ระบบห่วงโซ่อุปทานของ OEM โดยทั่วไปจำเป็นต้องผ่านการรับรองหลักสามประการ: ขั้นตอนการออกแบบต้องเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยด้านการทำงาน ISO 26262 ขั้นตอนการไหลและการบรรจุต้องเป็นไปตาม AEC-Q001 ~ 004 และ IATF16949 เนื่องจาก รวมถึงในระหว่างขั้นตอนการทดสอบการรับรอง ติดตาม AEC-Q100/Q104

ในหมู่พวกเขา ISO 26262 กำหนดระดับความปลอดภัยสี่ระดับของ ASIL จากต่ำไปสูง A, B, C และ D; AEC-Q100 แบ่งออกเป็นสี่ระดับความน่าเชื่อถือจากต่ำไปสูง 3, 2, 1 และ 0 ตามลำดับ 3, 2, 1 และ 0 สาระสำคัญ การรับรอง AEC-Q100 series โดยทั่วไปจะใช้เวลา 1-2 ปี ในขณะที่ การรับรอง ISO 26262 นั้นยากกว่าและวงจรก็ยาวนานกว่า

การประยุกต์ใช้ MCU ในอุตสาหกรรมยานยนต์ไฟฟ้าอัจฉริยะ

การประยุกต์ใช้ MCU ในอุตสาหกรรมยานยนต์นั้นกว้างขวางมาก ตัวอย่างเช่น โต๊ะด้านหน้าเป็นการใช้งานจากอุปกรณ์ตกแต่งตัวถัง ระบบส่งกำลัง แชสซี ความบันเทิงด้านข้อมูลรถยนต์ และการขับขี่อัจฉริยะ ด้วยการมาถึงของยุคของยานพาหนะไฟฟ้าอัจฉริยะ ความต้องการของผู้คนสำหรับผลิตภัณฑ์ MCU จะแข็งแกร่งยิ่งขึ้น

การผลิตไฟฟ้า: 

1. ระบบจัดการแบตเตอรี่ BMS: BMS จำเป็นต้องควบคุมการชาร์จและการคายประจุ อุณหภูมิ และความสมดุลของแบตเตอรี่ บอร์ดควบคุมหลักต้องใช้ MCU และคอนโซลทาสแต่ละตัวยังต้องการ MCU หนึ่งตัวด้วย

2.ตัวควบคุมยานพาหนะ VCU: การจัดการพลังงานรถยนต์ไฟฟ้าจำเป็นต้องเพิ่มตัวควบคุมยานพาหนะ และในขณะเดียวกันก็มี MCU ระดับไฮเอนด์ขนาด 32 บิต ซึ่งแตกต่างจากแผนของแต่ละโรงงาน

3.ตัวควบคุมเครื่องยนต์/ตัวควบคุมกระปุกเกียร์: การเปลี่ยนสต็อก, การควบคุมอินเวอร์เตอร์รถยนต์ไฟฟ้า MCU ตัวควบคุมเครื่องยนต์ยานพาหนะน้ำมันทางเลือก เนื่องจากความเร็วของมอเตอร์สูง จึงต้องลดความเร็วลง ตัวควบคุมกระปุกเกียร์

ปัญญา: 

1. ปัจจุบันตลาดรถยนต์ในประเทศยังอยู่ในช่วงเจาะตลาดความเร็วสูง L2 จากการพิจารณาต้นทุนและประสิทธิภาพที่ครอบคลุม OEM เพิ่มฟังก์ชัน ADAS ยังคงใช้สถาปัตยกรรมแบบกระจาย ด้วยอัตราการโหลดที่เพิ่มขึ้น MCU ของการประมวลผลข้อมูลเซ็นเซอร์ก็จะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย

2. เนื่องจากจำนวนฟังก์ชันห้องนักบินที่เพิ่มขึ้น บทบาทของชิปพลังงานใหม่ที่สูงขึ้นจึงมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ และสถานะ MCU ที่เกี่ยวข้องก็ลดลง

งานฝีมือ 

MCU เองมีข้อกำหนดลำดับความสำคัญสำหรับพลังการประมวลผล และไม่มีข้อกำหนดสูงสำหรับกระบวนการขั้นสูง ในขณะเดียวกัน ที่เก็บข้อมูลแบบฝังในตัวยังจำกัดการปรับปรุงกระบวนการ MCU อีกด้วย ใช้กระบวนการ 28 นาโนเมตรกับผลิตภัณฑ์ MCU ข้อมูลจำเพาะของข้อบังคับเกี่ยวกับยานพาหนะส่วนใหญ่เป็นเวเฟอร์ขนาด 8 นิ้ว ผู้ผลิตบางราย โดยเฉพาะ IDM ได้เริ่มทำการปลูกถ่ายบนแพลตฟอร์มขนาด 12 นิ้วแล้ว

กระบวนการ 28 นาโนเมตรและ 40 นาโนเมตรในปัจจุบันเป็นกระแสหลักของตลาด

องค์กรทั่วไปทั้งในและต่างประเทศ

เมื่อเปรียบเทียบกับ MCU ระดับการบริโภคและระดับอุตสาหกรรม MCU ระดับรถยนต์มีข้อกำหนดที่สูงกว่าในแง่ของสภาพแวดล้อมการทำงาน ความน่าเชื่อถือ และวงจรการจ่าย นอกจากนี้ การเข้าทำได้ยาก ดังนั้น โครงสร้างตลาดของ MCU โดยทั่วไปจึงค่อนข้างกระจุกตัว ในปี 2021 บริษัท MCU ห้าอันดับแรกของโลกคิดเป็น 82%

ปัจจุบัน MCU ระดับรถยนต์ในประเทศของฉันยังอยู่ในช่วงแนะนำ และห่วงโซ่อุปทานมีศักยภาพที่ดีในการเปลี่ยนที่ดินและภายในประเทศ