MCU เครื่องชั่งยานพาหนะคืออะไร การรู้หนังสือเพียงคลิกเดียว

การแนะนำชิปคลาสควบคุม
ชิปควบคุมส่วนใหญ่หมายถึง MCU (Microcontroller Unit) นั่นคือไมโครคอนโทรลเลอร์หรือที่เรียกว่าชิปตัวเดียวคือการลดความถี่ของ CPU และข้อมูลจำเพาะอย่างเหมาะสมและหน่วยความจำ, ตัวจับเวลา, การแปลง A/D, นาฬิกา, I /O พอร์ตและการสื่อสารแบบอนุกรม รวมถึงโมดูลและอินเทอร์เฟซการทำงานอื่นๆ ที่รวมอยู่ในชิปตัวเดียว ด้วยฟังก์ชันการควบคุมเทอร์มินัล ทำให้มีข้อดีคือมีประสิทธิภาพสูง ใช้พลังงานต่ำ ตั้งโปรแกรมได้ และมีความยืดหยุ่นสูง
แผนภาพ MCU ของระดับมาตรวัดยานพาหนะ

ยานยนต์เป็นพื้นที่การใช้งานที่สำคัญมากของ MCU ตามข้อมูลของ IC Insights ในปี 2019 พบว่าการใช้งาน MCU ทั่วโลกในด้านอิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์คิดเป็นประมาณ 33% จำนวน MCUS ที่ใช้ในรถยนต์แต่ละคันในรุ่นระดับไฮเอนด์มีจำนวนเกือบ 100 รายการ ตั้งแต่คอมพิวเตอร์สำหรับขับขี่ อุปกรณ์ LCD ไปจนถึงเครื่องยนต์ แชสซี ชิ้นส่วนขนาดใหญ่และเล็กในรถที่จำเป็นต้องมีการควบคุม MCU
 
ในช่วงแรกๆ MCUS แบบ 8 บิตและ 16 บิตส่วนใหญ่จะใช้ในรถยนต์ แต่ด้วยการปรับปรุงระบบอิเล็กทรอนิกส์และความฉลาดของรถยนต์อย่างต่อเนื่อง ทำให้จำนวนและคุณภาพของ MCUS ที่ต้องการก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ปัจจุบัน สัดส่วนของ MCUS 32 บิตใน MCUS ของยานยนต์สูงถึงประมาณ 60% ซึ่งเคอร์เนลซีรีส์ Cortex ของ ARM เป็นตัวเลือกกระแสหลักสำหรับผู้ผลิต MCU ของยานยนต์ เนื่องจากต้นทุนต่ำและการควบคุมพลังงานที่ดีเยี่ยม
 
พารามิเตอร์หลักของ MCU ของยานยนต์ ได้แก่ แรงดันไฟฟ้า ความถี่ในการทำงาน ความจุแฟลชและ RAM โมดูลจับเวลาและหมายเลขช่อง โมดูล ADC และหมายเลขช่อง ประเภทและหมายเลขอินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบอนุกรม หมายเลขพอร์ต I/O อินพุตและเอาต์พุต อุณหภูมิการทำงาน แพ็คเกจ รูปแบบและระดับความปลอดภัยในการใช้งาน
 
แบ่งตามบิตของ CPU แล้ว MCUS ของยานยนต์สามารถแบ่งออกเป็น 8 บิต, 16 บิต และ 32 บิตเป็นหลัก ด้วยการอัพเกรดกระบวนการ ต้นทุนของ MCUS 32 บิตยังคงลดลง และตอนนี้ได้กลายเป็นกระแสหลัก และค่อยๆ เข้ามาแทนที่แอปพลิเคชันและตลาดที่ครอบงำโดย MCUS 8/16 บิตในอดีต
 
หากแบ่งตามขอบเขตการใช้งาน MCU ของยานยนต์สามารถแบ่งออกเป็นโดเมนตัวถัง โดเมนกำลัง โดเมนแชสซี โดเมนห้องนักบิน และโดเมนการขับขี่อัจฉริยะ สำหรับโดเมนห้องนักบินและโดเมนไดรฟ์อัจฉริยะ MCU จำเป็นต้องมีพลังการประมวลผลสูงและอินเทอร์เฟซการสื่อสารภายนอกความเร็วสูง เช่น CAN FD และอีเทอร์เน็ต โดเมนตัวเครื่องยังต้องการอินเทอร์เฟซการสื่อสารภายนอกจำนวนมาก แต่ความต้องการพลังงานการประมวลผลของ MCU นั้นค่อนข้างต่ำ ในขณะที่โดเมนพลังงานและโดเมนแชสซีต้องการอุณหภูมิการทำงานที่สูงขึ้นและระดับความปลอดภัยในการทำงานที่สูงขึ้น
 
ชิปควบคุมโดเมนแชสซี
โดเมนแชสซีเกี่ยวข้องกับการขับขี่ยานพาหนะ และประกอบด้วยระบบส่งกำลัง ระบบขับเคลื่อน ระบบบังคับเลี้ยว และระบบเบรก ประกอบด้วยระบบย่อย 5 ระบบ ได้แก่ ระบบบังคับเลี้ยว ระบบเบรก ระบบเปลี่ยนเกียร์ คันเร่ง และระบบกันสะเทือน ด้วยการพัฒนาระบบอัจฉริยะด้านยานยนต์ การจดจำการรับรู้ การวางแผนการตัดสินใจ และการควบคุมยานพาหนะอัจฉริยะถือเป็นระบบหลักของโดเมนแชสซี Steering-by-Wire และ Drive-by-Wire เป็นองค์ประกอบหลักสำหรับผู้บริหารระดับสูงของการขับขี่แบบอัตโนมัติ
 
(1) ข้อกำหนดของงาน
 
ECU โดเมนแชสซีใช้แพลตฟอร์มความปลอดภัยเชิงฟังก์ชันประสิทธิภาพสูงและปรับขนาดได้ และรองรับการจัดกลุ่มเซ็นเซอร์และเซ็นเซอร์เฉื่อยแบบหลายแกน ตามสถานการณ์การใช้งานนี้ ข้อกำหนดต่อไปนี้ได้รับการเสนอสำหรับ MCU โดเมนแชสซี:
 
· ความถี่สูงและความต้องการพลังงานการประมวลผลสูง ความถี่หลักไม่น้อยกว่า 200MHz และพลังการประมวลผลไม่น้อยกว่า 300DMIPS
· พื้นที่เก็บข้อมูลแฟลชไม่น้อยกว่า 2MB พร้อมโค้ด Flash และฟิสิคัลพาร์ติชันแฟลชข้อมูล
· RAM ไม่น้อยกว่า 512KB;
· ข้อกำหนดระดับความปลอดภัยในการใช้งานสูง สามารถเข้าถึงระดับ ASIL-D ได้
· รองรับ ADC ที่มีความแม่นยำ 12 บิต;
· รองรับความแม่นยำสูง 32 บิต ตัวจับเวลาการซิงโครไนซ์สูง
· รองรับ CAN-FD หลายช่องสัญญาณ;
· รองรับอีเธอร์เน็ตไม่น้อยกว่า 100M
· ความน่าเชื่อถือไม่ต่ำกว่า AEC-Q100 เกรด 1
· รองรับการอัปเกรดออนไลน์ (OTA);
· รองรับฟังก์ชั่นการตรวจสอบเฟิร์มแวร์ (อัลกอริธึมความลับระดับประเทศ)
 
(2) ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ
 
· ส่วนเคอร์เนล:
 
I. ความถี่หลัก: นั่นคือความถี่สัญญาณนาฬิกาเมื่อเคอร์เนลทำงาน ซึ่งใช้เพื่อแสดงความเร็วของการสั่นของสัญญาณพัลส์ดิจิทัลของเคอร์เนล และความถี่หลักไม่สามารถแทนความเร็วในการคำนวณของเคอร์เนลได้โดยตรง ความเร็วการทำงานของเคอร์เนลยังเกี่ยวข้องกับไปป์ไลน์เคอร์เนล แคช ชุดคำสั่ง ฯลฯ
 
ครั้งที่สอง กำลังคอมพิวเตอร์: โดยปกติแล้ว DMIPS สามารถใช้ในการประเมินได้ DMIPS เป็นหน่วยที่ใช้วัดประสิทธิภาพสัมพัทธ์ของโปรแกรมเกณฑ์มาตรฐานที่รวม MCU ไว้เมื่อมีการทดสอบ
 
· พารามิเตอร์หน่วยความจำ:
 
I. หน่วยความจำรหัส: หน่วยความจำที่ใช้จัดเก็บรหัส
ครั้งที่สอง หน่วยความจำข้อมูล: หน่วยความจำที่ใช้ในการจัดเก็บข้อมูล
III.RAM: หน่วยความจำที่ใช้จัดเก็บข้อมูลและรหัสชั่วคราว
 
· บัสสื่อสาร: รวมถึงรถบัสพิเศษของรถยนต์และรถบัสสื่อสารทั่วไป
· อุปกรณ์ต่อพ่วงที่มี งานละเอียด สูง
· อุณหภูมิในการทำงาน
 
(3) แบบอุตสาหกรรม
 
เนื่องจากสถาปัตยกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ที่ผู้ผลิตรถยนต์แต่ละรายใช้จะแตกต่างกันไป ข้อกำหนดส่วนประกอบสำหรับโดเมนแชสซีจะแตกต่างกันไป เนื่องจากการกำหนดค่าที่แตกต่างกันของรถรุ่นเดียวกันในโรงงานเดียวกัน การเลือก ECU ของพื้นที่แชสซีจะแตกต่างกัน ความแตกต่างเหล่านี้จะส่งผลให้ข้อกำหนด MCU ที่แตกต่างกันสำหรับโดเมนแชสซี ตัวอย่างเช่น Honda Accord ใช้ชิป MCU โดเมนแชสซี 3 ตัว และ Audi Q7 ใช้ชิป MCU โดเมนแชสซีประมาณ 11 ตัว ในปี 2021 มีการผลิตรถยนต์โดยสารแบรนด์จีนประมาณ 10 ล้านคัน โดยความต้องการเฉลี่ยสำหรับโดเมนแชสซีจักรยาน MCUS อยู่ที่ 5 คัน และตลาดรวมมีถึงประมาณ 50 ล้านคัน ซัพพลายเออร์หลักของ MCUS ทั่วทั้งโดเมนแชสซี ได้แก่ Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI และ ST ผู้จำหน่ายเซมิคอนดักเตอร์ระหว่างประเทศทั้งห้ารายนี้คิดเป็นสัดส่วนมากกว่า 99% ของตลาดสำหรับโดเมนแชสซี MCUS
 
(4) อุปสรรคทางอุตสาหกรรม
 
จากมุมมองทางเทคนิคที่สำคัญ ส่วนประกอบของโดเมนแชสซี เช่น EPS, EPB, ESC มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความปลอดภัยในชีวิตของผู้ขับขี่ ดังนั้นระดับความปลอดภัยในการทำงานของ MCU โดเมนแชสซีจึงสูงมาก โดยพื้นฐานแล้ว ASIL-D ข้อกำหนดระดับ ระดับความปลอดภัยในการใช้งานของ MCU นี้ว่างเปล่าในประเทศจีน นอกเหนือจากระดับความปลอดภัยในการใช้งานแล้ว สถานการณ์การใช้งานส่วนประกอบแชสซียังมีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับความถี่ MCU พลังการประมวลผล ความจุหน่วยความจำ ประสิทธิภาพอุปกรณ์ต่อพ่วง ความแม่นยำของอุปกรณ์ต่อพ่วง และด้านอื่นๆ MCU โดเมนแชสซีได้สร้างอุปสรรคทางอุตสาหกรรมที่สูงมาก ซึ่งต้องการให้ผู้ผลิต MCU ในประเทศท้าทายและทำลาย
 
ในแง่ของห่วงโซ่อุปทาน เนื่องจากข้อกำหนดความถี่สูงและพลังการประมวลผลสูงสำหรับชิปควบคุมของส่วนประกอบโดเมนแชสซี ความต้องการที่ค่อนข้างสูงจึงถูกนำมาใช้สำหรับกระบวนการและกระบวนการผลิตเวเฟอร์ ในปัจจุบัน ดูเหมือนว่าต้องใช้กระบวนการอย่างน้อย 55 นาโนเมตรเพื่อให้ตรงตามข้อกำหนดความถี่ MCU ที่สูงกว่า 200MHz ทั้งนี้สายการผลิต MCU ในประเทศยังไม่สมบูรณ์และยังไม่ถึงระดับการผลิตจำนวนมาก ผู้ผลิตเซมิคอนดักเตอร์ระหว่างประเทศได้นำโมเดล IDM มาใช้โดยทั่วไปในแง่ของโรงหล่อเวเฟอร์ ปัจจุบันมีเพียง TSMC, UMC และ GF เท่านั้นที่มีความสามารถที่สอดคล้องกัน ผู้ผลิตชิปในประเทศล้วนแต่เป็นบริษัท Fabless และมีความท้าทายและความเสี่ยงบางประการในการผลิตแผ่นเวเฟอร์และการรับประกันกำลังการผลิต
 
ในสถานการณ์การประมวลผลหลัก เช่น การขับขี่อัตโนมัติ ซีพียูเอนกประสงค์แบบดั้งเดิมนั้นปรับให้เข้ากับความต้องการการประมวลผล AI ได้ยาก เนื่องจากประสิทธิภาพการประมวลผลต่ำ และชิป AI เช่น Gpus, FPgas และ ASics มีประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมที่ Edge และคลาวด์ด้วยตัวมันเอง ลักษณะและใช้กันอย่างแพร่หลาย จากมุมมองของแนวโน้มเทคโนโลยี GPU จะยังคงเป็นชิป AI ที่โดดเด่นในระยะสั้น และในระยะยาว ASIC จะเป็นทิศทางสูงสุด จากมุมมองของแนวโน้มตลาด ความต้องการชิป AI ทั่วโลกจะรักษาโมเมนตัมการเติบโตอย่างรวดเร็ว และชิปคลาวด์และเอดจ์มีศักยภาพในการเติบโตที่มากขึ้น และอัตราการเติบโตของตลาดคาดว่าจะใกล้ถึง 50% ในอีกห้าปีข้างหน้า แม้ว่ารากฐานของเทคโนโลยีชิปในประเทศจะอ่อนแอ แต่ด้วยการลงจอดอย่างรวดเร็วของแอปพลิเคชัน AI ปริมาณความต้องการชิป AI ที่รวดเร็วจะสร้างโอกาสสำหรับการเติบโตของเทคโนโลยีและขีดความสามารถของบริษัทชิปในท้องถิ่น การขับขี่อัตโนมัติมีข้อกำหนดที่เข้มงวดในด้านพลังการประมวลผล ความล่าช้า และความน่าเชื่อถือ ปัจจุบันมีการใช้โซลูชั่น GPU+FPGA เป็นส่วนใหญ่ ด้วยความเสถียรของอัลกอริธึมและการขับเคลื่อนด้วยข้อมูล ASics คาดว่าจะได้รับพื้นที่ทางการตลาด
 
ชิป CPU จำเป็นต้องใช้พื้นที่จำนวนมากสำหรับการคาดการณ์และเพิ่มประสิทธิภาพสาขา ช่วยประหยัดสถานะต่างๆ เพื่อลดเวลาแฝงในการสลับงาน นอกจากนี้ยังทำให้เหมาะสำหรับการควบคุมลอจิก การดำเนินการแบบอนุกรม และการดำเนินการข้อมูลประเภททั่วไปมากขึ้น ยกตัวอย่าง GPU และ CPU เมื่อเทียบกับ CPU GPU ใช้หน่วยประมวลผลจำนวนมากและไปป์ไลน์ที่ยาว เพียงตรรกะการควบคุมที่ง่ายมากและกำจัดแคช CPU ไม่เพียงแต่ใช้พื้นที่จำนวนมากโดยแคชเท่านั้น แต่ยังมีตรรกะการควบคุมที่ซับซ้อนและวงจรการปรับให้เหมาะสมจำนวนมาก เมื่อเทียบกับพลังการประมวลผลเป็นเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้น
ชิปควบคุมโดเมนพลังงาน
ตัวควบคุมโดเมนกำลังเป็นหน่วยจัดการระบบส่งกำลังอัจฉริยะ ด้วย CAN/FLEXRAY เพื่อให้บรรลุการจัดการระบบส่งกำลัง การจัดการแบตเตอรี่ การตรวจสอบกฎระเบียบของไดชาร์จ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพและการควบคุมระบบส่งกำลัง ในขณะที่การวินิจฉัยข้อผิดพลาดอัจฉริยะทางไฟฟ้า การประหยัดพลังงานอัจฉริยะ การสื่อสารบัส และฟังก์ชันอื่นๆ
 
(1) ข้อกำหนดของงาน
 
MCU ควบคุมโดเมนพลังงานสามารถรองรับแอปพลิเคชันหลักในด้านพลังงาน เช่น BMS โดยมีข้อกำหนดต่อไปนี้:
 
· ความถี่หลักสูง ความถี่หลัก 600MHz~800MHz
· แรม 4MB
· ข้อกำหนดระดับความปลอดภัยในการใช้งานสูง สามารถเข้าถึงระดับ ASIL-D ได้
· รองรับ CAN-FD หลายช่องสัญญาณ;
· รองรับอีเธอร์เน็ต 2G;
· ความน่าเชื่อถือไม่ต่ำกว่า AEC-Q100 เกรด 1
· รองรับฟังก์ชั่นการตรวจสอบเฟิร์มแวร์ (อัลกอริธึมความลับระดับประเทศ)
 
(2) ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ
 
ประสิทธิภาพสูง: ผลิตภัณฑ์นี้รวม CPU ขั้นตอนการล็อคแบบดูอัลคอร์ ARM Cortex R5 และ SRAM บนชิป 4MB เพื่อรองรับพลังการประมวลผลที่เพิ่มขึ้นและความต้องการหน่วยความจำของแอปพลิเคชันในยานยนต์ ซีพียู ARM Cortex-R5F สูงถึง 800MHz ความปลอดภัยสูง: มาตรฐานความน่าเชื่อถือข้อมูลจำเพาะของยานพาหนะ AEC-Q100 ถึงเกรด 1 และระดับความปลอดภัยในการใช้งาน ISO26262 สูงถึง ASIL D CPU ขั้นตอนการล็อคแบบดูอัลคอร์สามารถได้รับความครอบคลุมในการวินิจฉัยสูงถึง 99% โมดูลความปลอดภัยของข้อมูลในตัวรวมตัวสร้างตัวเลขสุ่มที่แท้จริง, AES, RSA, ECC, SHA และเครื่องเร่งฮาร์ดแวร์ที่สอดคล้องกับมาตรฐานที่เกี่ยวข้องของรัฐและความปลอดภัยทางธุรกิจ การบูรณาการฟังก์ชันความปลอดภัยของข้อมูลเหล่านี้สามารถตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชัน เช่น การเริ่มต้นระบบที่ปลอดภัย การสื่อสารที่ปลอดภัย การอัปเดตและอัปเกรดเฟิร์มแวร์ที่ปลอดภัย
ชิปควบคุมบริเวณร่างกาย
บริเวณร่างกายมีหน้าที่หลักในการควบคุมการทำงานต่างๆ ของร่างกาย ด้วยการพัฒนาของยานพาหนะ ตัวควบคุมพื้นที่ร่างกายก็มากขึ้นเรื่อยๆ เพื่อลดต้นทุนของตัวควบคุม ลดน้ำหนักของยานพาหนะ การบูรณาการจำเป็นต้องใส่อุปกรณ์ที่ใช้งานได้ทั้งหมดตั้งแต่ส่วนหน้า ตรงกลาง ส่วนหนึ่งของรถและส่วนท้ายของรถ เช่น ไฟเบรกหลัง ไฟแสดงตำแหน่งด้านหลัง ล็อคประตูด้านหลัง และแม้แต่ก้านพักคู่ที่รวมเป็นหนึ่งเดียวในตัวควบคุมทั้งหมด
 
โดยทั่วไปตัวควบคุมพื้นที่ร่างกายจะรวม BCM, PEPS, TPMS, เกตเวย์ และฟังก์ชันอื่นๆ เข้าด้วยกัน แต่ยังสามารถขยายการปรับเบาะนั่ง การควบคุมกระจกมองหลัง การควบคุมเครื่องปรับอากาศและฟังก์ชันอื่นๆ การจัดการแบบครบวงจรและรวมศูนย์ของแอคชูเอเตอร์แต่ละตัว การจัดสรรทรัพยากรระบบอย่างสมเหตุสมผลและมีประสิทธิภาพ . ฟังก์ชันของตัวควบคุมพื้นที่ร่างกายมีมากมาย ดังที่แสดงด้านล่าง แต่ไม่จำกัดเพียงฟังก์ชันที่แสดงไว้ที่นี่

(1) ข้อกำหนดของงาน
ความต้องการหลักของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยานยนต์สำหรับชิปควบคุม MCU คือความเสถียร ความน่าเชื่อถือ ความปลอดภัย แบบเรียลไทม์ และคุณลักษณะทางเทคนิคอื่นๆ ที่ดีขึ้น ตลอดจนประสิทธิภาพการประมวลผลและความจุในการจัดเก็บข้อมูลที่สูงขึ้น และข้อกำหนดดัชนีการใช้พลังงานที่ลดลง ตัวควบคุมพื้นที่ตัวถังค่อยๆ เปลี่ยนจากการใช้งานแบบกระจายอำนาจไปเป็นตัวควบคุมขนาดใหญ่ที่รวมไดรฟ์พื้นฐานทั้งหมดซึ่งประกอบด้วยอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ของร่างกาย ฟังก์ชันหลัก ไฟ ประตู หน้าต่าง ฯลฯ การออกแบบระบบควบคุมบริเวณตัวถังรวมไฟส่องสว่าง ระบบล้างที่ปัดน้ำฝน ส่วนกลาง ควบคุมการล็อคประตู, Windows และส่วนควบคุมอื่นๆ, กุญแจอัจฉริยะ PEPS, การจัดการพลังงาน ฯลฯ รวมถึง CAN เกตเวย์, CANFD และ FLEXRAY ที่ขยายได้, เครือข่าย LIN, อินเทอร์เฟซอีเทอร์เน็ต ตลอดจนเทคโนโลยีการพัฒนาและการออกแบบโมดูล
 
โดยทั่วไป ข้อกำหนดในการทำงานของฟังก์ชันควบคุมที่กล่าวข้างต้นสำหรับชิปควบคุมหลักของ MCU ในพื้นที่ตัวเครื่องส่วนใหญ่จะสะท้อนให้เห็นในด้านประสิทธิภาพการประมวลผลและการประมวลผล การรวมฟังก์ชัน อินเทอร์เฟซการสื่อสาร และความน่าเชื่อถือ ในแง่ของข้อกำหนดเฉพาะ เนื่องจากความแตกต่างในการใช้งานในสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันในพื้นที่ของร่างกาย เช่น กระจกไฟฟ้า เบาะนั่งอัตโนมัติ ประตูท้ายแบบไฟฟ้า และการใช้งานอื่นๆ ของร่างกาย ยังคงมีความต้องการการควบคุมมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง การใช้งานตัวถังดังกล่าวจำเป็นต้องมี MCU เพื่อรวมอัลกอริธึมการควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ FOC และฟังก์ชันอื่นๆ นอกจากนี้ สถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกันในพื้นที่ตัวเครื่องยังมีข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับการกำหนดค่าอินเทอร์เฟซของชิป ดังนั้นจึงมักจำเป็นต้องเลือก MCU ของพื้นที่ร่างกายตามข้อกำหนดด้านการทำงานและประสิทธิภาพของสถานการณ์การใช้งานเฉพาะ และบนพื้นฐานนี้ จะทำการวัดประสิทธิภาพต้นทุนผลิตภัณฑ์ ความสามารถในการจัดหา บริการด้านเทคนิค และปัจจัยอื่น ๆ อย่างครอบคลุมบนพื้นฐานนี้
 
(2) ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ
ตัวบ่งชี้อ้างอิงหลักของชิป MCU ควบคุมพื้นที่ร่างกายมีดังนี้:
ประสิทธิภาพการทำงาน: ARM Cortex-M4F @ 144MHz, 180DMIPS, แคชแคชคำสั่งในตัว 8KB, รองรับโปรแกรมดำเนินการหน่วยเร่งความเร็วแฟลช 0 รอ
หน่วยความจำเข้ารหัสความจุสูง: eFlash สูงสุด 512K ไบต์ รองรับพื้นที่จัดเก็บข้อมูลที่เข้ารหัส การจัดการพาร์ติชันและการปกป้องข้อมูล รองรับการตรวจสอบ ECC ลบข้อมูลได้ 100,000 ครั้ง เก็บข้อมูลได้นาน 10 ปี SRAM ขนาด 144K ไบต์ รองรับความเท่าเทียมกันของฮาร์ดแวร์
อินเทอร์เฟซการสื่อสารแบบบูรณาการที่หลากหลาย: รองรับ GPIO หลายช่องสัญญาณ, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP และอินเทอร์เฟซอื่นๆ
เครื่องจำลองประสิทธิภาพสูงในตัว: รองรับ ADC ความเร็วสูง 12 บิต 5Msps, แอมพลิฟายเออร์ปฏิบัติการอิสระแบบรางต่อราง, ตัวเปรียบเทียบอะนาล็อกความเร็วสูง, DAC 12 บิต 1Msps; สนับสนุนแหล่งแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงอินพุตภายนอก, ปุ่มสัมผัสแบบ capacitive หลายช่อง; ตัวควบคุม DMA ความเร็วสูง
 
สนับสนุน RC ภายในหรืออินพุตนาฬิกาคริสตัลภายนอก รีเซ็ตความน่าเชื่อถือสูง
นาฬิกาแบบเรียลไทม์ RTC การสอบเทียบในตัว รองรับปฏิทินถาวรปีอธิกสุรทิน เหตุการณ์ปลุก การปลุกเป็นระยะ
รองรับตัวนับเวลาที่มีความแม่นยำสูง
คุณสมบัติความปลอดภัยระดับฮาร์ดแวร์: เอ็นจิ้นการเร่งด้วยฮาร์ดแวร์อัลกอริธึมการเข้ารหัส รองรับอัลกอริธึม AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5; การเข้ารหัสที่เก็บข้อมูลแฟลช, การจัดการพาร์ติชันผู้ใช้หลายราย (MMU), ตัวสร้างตัวเลขสุ่ม TRNG จริง, การดำเนินการ CRC16/32; รองรับการป้องกันการเขียน (WRP), ระดับการป้องกันการอ่านหลายระดับ (RDP) (L0/L1/L2); รองรับการเริ่มต้นความปลอดภัย ดาวน์โหลดการเข้ารหัสโปรแกรม อัปเดตความปลอดภัย
รองรับการตรวจสอบความล้มเหลวของนาฬิกาและการตรวจสอบป้องกันการรื้อถอน
UID 96 บิต และ UCID 128 บิต
สภาพแวดล้อมการทำงานที่เชื่อถือได้สูง: 1.8V ~ 3.6V/-40°C ~ 105°C
 
(3) แบบอุตสาหกรรม
ระบบอิเล็กทรอนิกส์บริเวณร่างกายอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการเติบโตสำหรับองค์กรทั้งในประเทศและต่างประเทศ องค์กรต่างประเทศเช่น BCM, PEPS, ประตูและหน้าต่าง, ตัวควบคุมที่นั่งและผลิตภัณฑ์ฟังก์ชั่นเดียวอื่นๆ มีการสั่งสมทางเทคนิคอย่างลึกซึ้ง ในขณะที่บริษัทต่างประเทศรายใหญ่มีสายผลิตภัณฑ์ที่ครอบคลุมอย่างกว้างขวาง ซึ่งเป็นการวางรากฐานสำหรับพวกเขาในการทำผลิตภัณฑ์บูรณาการระบบ . องค์กรในประเทศมีข้อได้เปรียบบางประการในการประยุกต์ใช้ตัวถังรถยนต์พลังงานใหม่ ยกตัวอย่าง BYD ในรถยนต์พลังงานใหม่ของ BYD พื้นที่ตัวถังแบ่งออกเป็นพื้นที่ด้านซ้ายและด้านขวา และผลิตภัณฑ์ของการบูรณาการระบบได้รับการจัดเรียงและกำหนดใหม่ อย่างไรก็ตาม ในแง่ของชิปควบคุมพื้นที่ร่างกาย ซัพพลายเออร์หลักของ MCU ยังคงเป็น Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST และผู้ผลิตชิปต่างประเทศอื่นๆ และปัจจุบันผู้ผลิตชิปในประเทศยังมีส่วนแบ่งตลาดต่ำ
 
(4) อุปสรรคทางอุตสาหกรรม
จากมุมมองของการสื่อสาร มีกระบวนการวิวัฒนาการของสถาปัตยกรรมแบบดั้งเดิม-สถาปัตยกรรมไฮบริด-แพลตฟอร์มคอมพิวเตอร์ยานพาหนะขั้นสุดท้าย การเปลี่ยนแปลงความเร็วในการสื่อสาร รวมถึงการลดราคาของพลังการประมวลผลพื้นฐานที่มีความปลอดภัยในการใช้งานสูงเป็นกุญแจสำคัญ และเป็นไปได้ที่จะค่อยๆ ตระหนักถึงความเข้ากันได้ของฟังก์ชันต่างๆ ในระดับอิเล็กทรอนิกส์ของตัวควบคุมพื้นฐานในอนาคต ตัวอย่างเช่น ตัวควบคุมพื้นที่ร่างกายสามารถรวมฟังก์ชัน BCM, PEPS และป้องกันการหยิกแบบเดิมได้ อุปสรรคทางเทคนิคของชิปควบคุมพื้นที่ตัวถังต่ำกว่าพื้นที่กำลัง พื้นที่ห้องนักบิน ฯลฯ และชิปในประเทศคาดว่าจะเป็นผู้นำในการสร้างความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในพื้นที่ตัวถัง และค่อยๆ ตระหนักถึงการเปลี่ยนตัวภายในประเทศ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา MCU ในประเทศในตลาดการติดตั้งบริเวณด้านหน้าและด้านหลังมีแรงผลักดันในการพัฒนาที่ดีมาก
ชิปควบคุมห้องนักบิน
การใช้พลังงานไฟฟ้า ความชาญฉลาด และเครือข่ายได้เร่งการพัฒนาสถาปัตยกรรมอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้าของยานยนต์ไปสู่ทิศทางของการควบคุมโดเมน และห้องนักบินยังพัฒนาอย่างรวดเร็วจากระบบเครื่องเสียงและวิดีโอเพื่อความบันเทิงในรถยนต์ไปจนถึงห้องนักบินอัจฉริยะ ห้องนักบินถูกนำเสนอด้วยอินเทอร์เฟซการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับคอมพิวเตอร์ แต่ไม่ว่าจะเป็นระบบสาระบันเทิงก่อนหน้าหรือห้องนักบินอัจฉริยะในปัจจุบัน นอกเหนือจากการมี SOC อันทรงพลังพร้อมความเร็วในการคำนวณแล้ว ยังต้องมี MCU แบบเรียลไทม์สูงเพื่อจัดการกับ การโต้ตอบข้อมูลกับยานพาหนะ การได้รับความนิยมอย่างค่อยเป็นค่อยไปของยานพาหนะที่กำหนดโดยซอฟต์แวร์ OTA และ Autosar ในห้องนักบินอัจฉริยะ ทำให้ข้อกำหนดสำหรับทรัพยากร MCU ในห้องนักบินสูงขึ้นมากขึ้น สะท้อนให้เห็นโดยเฉพาะในความต้องการความจุ FLASH และ RAM ที่เพิ่มขึ้น ความต้องการจำนวน PIN ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน ฟังก์ชันที่ซับซ้อนมากขึ้นจำเป็นต้องมีความสามารถในการดำเนินการโปรแกรมที่แข็งแกร่งขึ้น แต่ยังมีอินเทอร์เฟซบัสที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นอีกด้วย
 
(1) ข้อกำหนดของงาน
MCU ในพื้นที่ห้องโดยสารส่วนใหญ่ตระหนักถึงการจัดการพลังงานของระบบ, การจัดการเวลาเปิดเครื่อง, การจัดการเครือข่าย, การวินิจฉัย, การโต้ตอบกับข้อมูลยานพาหนะ, กุญแจ, การจัดการแบ็คไลท์, การจัดการโมดูลเสียง DSP/FM, การจัดการเวลาของระบบ และฟังก์ชั่นอื่น ๆ
 
ข้อกำหนดทรัพยากร MCU:
· ความถี่หลักและพลังการประมวลผลมีข้อกำหนดบางประการ ความถี่หลักไม่น้อยกว่า 100MHz และพลังการประมวลผลไม่น้อยกว่า 200DMIPS
· พื้นที่เก็บข้อมูลแฟลชไม่น้อยกว่า 1MB พร้อมโค้ด Flash และฟิสิคัลพาร์ติชันแฟลชข้อมูล
· RAM ไม่น้อยกว่า 128KB;
· ข้อกำหนดระดับความปลอดภัยในการใช้งานสูง สามารถเข้าถึงระดับ ASIL-B ได้
· รองรับ ADC หลายช่องสัญญาณ;
· รองรับ CAN-FD หลายช่องสัญญาณ;
· อุปกรณ์ควบคุมยานพาหนะ เกรด AEC-Q100 เกรด 1;
· รองรับการอัปเกรดออนไลน์ (OTA), รองรับแฟลชแบบ dual Bank;
· ต้องใช้กลไกการเข้ารหัสข้อมูลระดับแสง SHE/HSM และสูงกว่าเพื่อรองรับการเริ่มต้นระบบอย่างปลอดภัย
· จำนวนพินไม่น้อยกว่า 100PIN;
 
(2) ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ
IO รองรับแหล่งจ่ายไฟแรงดันไฟฟ้ากว้าง (5.5v ~ 2.7v) พอร์ต IO รองรับการใช้แรงดันไฟฟ้าเกิน
สัญญาณอินพุตจำนวนมากผันผวนตามแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่แหล่งจ่ายไฟ และอาจเกิดแรงดันไฟฟ้าเกินได้ แรงดันไฟฟ้าเกินสามารถปรับปรุงเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของระบบได้
อายุความทรงจำ:
วงจรชีวิตของรถยนต์อยู่ที่มากกว่า 10 ปี ดังนั้นพื้นที่จัดเก็บโปรแกรม MCU ของรถยนต์และการจัดเก็บข้อมูลจึงต้องมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ที่เก็บข้อมูลโปรแกรมและที่เก็บข้อมูลจำเป็นต้องมีพาร์ติชั่นทางกายภาพแยกกัน และที่เก็บข้อมูลโปรแกรมจำเป็นต้องถูกลบน้อยลง ดังนั้นความทนทาน>10K ในขณะที่ที่เก็บข้อมูลจำเป็นต้องถูกลบบ่อยขึ้น ดังนั้นจึงต้องมีจำนวนครั้งในการลบที่มากขึ้น . โปรดดูไฟแฟลชข้อมูล ความทนทาน>100K, 15 ปี (<1K) 10 ปี (<100,000)
อินเตอร์เฟสบัสสื่อสาร
โหลดการสื่อสารบัสบนยานพาหนะเริ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ ดังนั้น CAN แบบดั้งเดิมจึงไม่สามารถตอบสนองความต้องการการสื่อสารอีกต่อไป ความต้องการบัส CAN-FD ความเร็วสูงเริ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ การรองรับ CAN-FD ค่อยๆกลายเป็นมาตรฐาน MCU .
 
(3) แบบอุตสาหกรรม
ปัจจุบันสัดส่วนของ MCU ห้องโดยสารอัจฉริยะในประเทศยังคงต่ำมากและซัพพลายเออร์หลักยังคงเป็น NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip และผู้ผลิต MCU ระหว่างประเทศอื่นๆ ผู้ผลิต MCU ในประเทศจำนวนหนึ่งอยู่ในโครงร่าง ประสิทธิภาพของตลาดยังคงต้องรอดู
 
(4) อุปสรรคทางอุตสาหกรรม
ระดับการควบคุมรถอัจฉริยะและระดับความปลอดภัยในการใช้งานนั้นค่อนข้างไม่สูงเกินไป สาเหตุหลักมาจากการสั่งสมความรู้ความชำนาญ และความจำเป็นในการทำซ้ำและปรับปรุงผลิตภัณฑ์อย่างต่อเนื่อง ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากไม่มีสายการผลิต MCU จำนวนมากในโรงงานในประเทศ กระบวนการจึงค่อนข้างล้าหลัง และต้องใช้เวลาช่วงระยะเวลาหนึ่งในการบรรลุห่วงโซ่อุปทานการผลิตระดับชาติ และอาจมีต้นทุนที่สูงขึ้น และความกดดันด้านการแข่งขันด้วย ผู้ผลิตต่างประเทศมีมากขึ้น
การใช้ชิปควบคุมภายในประเทศ
ชิปควบคุมรถยนต์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับ MCU ของรถยนต์ ซึ่งเป็นองค์กรชั้นนำในประเทศ เช่น Ziguang Guowei, Huada Semiconductor, Shanghai Xinti, Zhaoyi Innovation, เทคโนโลยี Jiefa, เทคโนโลยี Xinchi, ปักกิ่ง Junzheng, เซินเจิ้น Xihua, Shanghai Qipuwei, เทคโนโลยีแห่งชาติ ฯลฯ ล้วนมี ลำดับผลิตภัณฑ์ MCU ในระดับรถยนต์ ซึ่งเป็นการวัดประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ยักษ์ใหญ่ในต่างประเทศ ซึ่งปัจจุบันใช้สถาปัตยกรรม ARM องค์กรบางแห่งยังได้ดำเนินการวิจัยและพัฒนาสถาปัตยกรรม RISC-V อีกด้วย
 
ปัจจุบัน ชิปโดเมนควบคุมยานพาหนะในประเทศส่วนใหญ่ใช้ในตลาดการโหลดด้านหน้าของยานยนต์ และได้ถูกนำไปใช้กับรถยนต์ในโดเมนตัวถังและโดเมนอินโฟเทนเมนต์ ในขณะที่ในแชสซี โดเมนพลังงาน และสาขาอื่น ๆ ยังคงถูกครอบงำโดย บริษัทชิปยักษ์ใหญ่ในต่างประเทศ เช่น stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments และ Microchip Semiconductor และมีองค์กรในประเทศเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นที่ตระหนักถึงการใช้งานด้านการผลิตจำนวนมาก ปัจจุบัน Chipchi ผู้ผลิตชิปในประเทศจะเปิดตัวผลิตภัณฑ์ชิปควบคุมประสิทธิภาพสูงซีรีส์ E3 ที่ใช้ ARM Cortex-R5F ในเดือนเมษายน 2565 โดยมีระดับความปลอดภัยในการทำงานสูงถึง ASIL D ระดับอุณหภูมิที่รองรับ AEC-Q100 เกรด 1 ความถี่ CPU สูงถึง 800MHz ด้วยคอร์ CPU สูงสุด 6 คอร์ เป็นผลิตภัณฑ์ประสิทธิภาพสูงสุดใน MCU มาตรวัดยานพาหนะการผลิตจำนวนมากที่มีอยู่ เติมเต็มช่องว่างในตลาด MCU มาตรวัดยานพาหนะระดับความปลอดภัยสูงระดับไฮเอนด์ในประเทศ มีประสิทธิภาพสูงและความน่าเชื่อถือสูง สามารถใช้ใน BMS, ADAS, VCU โดย - แชสซีแบบลวด, แผงหน้าปัด, HUD, กระจกมองหลังอัจฉริยะ และสาขาการควบคุมยานพาหนะหลักอื่นๆ ลูกค้ามากกว่า 100 รายได้นำ E3 มาใช้ในการออกแบบผลิตภัณฑ์ รวมถึง GAC, Geely และอื่นๆ
การใช้ผลิตภัณฑ์หลักของตัวควบคุมในประเทศ