Un véhicule à carburant traditionnel nécessite environ 500 à 600 puces, et environ 1 000 voitures légères mixtes, hybrides rechargeables et véhicules électriques purs nécessitent au moins 2 000 puces.
Cela signifie qu'avec le développement rapide des véhicules électriques intelligents, la demande en puces de processus avancées a non seulement continué d'augmenter, mais aussi celle en puces traditionnelles. Il s'agit du microcontrôleur (MCU). Outre l'augmentation du nombre de vélos, le contrôleur de domaine entraîne également une nouvelle demande de microcontrôleurs haute sécurité, haute fiabilité et haute puissance de calcul.
Le MCU (MicroController Unit), aussi appelé micro-ordinateur monopuce, intègre le processeur, la mémoire et les fonctions périphériques sur une seule puce pour former un ordinateur de niveau puce avec fonction de contrôle. Il est principalement utilisé pour le traitement et le contrôle du signal. Il est au cœur du système de contrôle intelligent.
Les microcontrôleurs et l'électronique automobile, l'industrie, les ordinateurs et les réseaux, l'électronique grand public, l'électroménager et l'Internet des objets sont étroitement liés à nos vies. L'électronique automobile constitue le plus grand marché de l'électronique automobile, représentant 33 % des véhicules électroniques à l'échelle mondiale.
Structure du MCU
Le MCU est principalement composé d'un processeur central CPU, d'une mémoire (ROM et RAM), d'une interface E/S d'entrée et de sortie, d'un port série, d'un compteur, etc.
processeurL'unité centrale de traitement (UCT) est le composant central du microcontrôleur (MCU). Ses composants permettent d'effectuer des opérations arithmétiques et logiques sur les données, de traiter les variables binaires et de transmettre les données. Les composants de contrôle coordonnent le travail séquentiellement selon un certain temps pour analyser et exécuter les instructions.
ROM: La mémoire morte est une mémoire programme utilisée pour stocker les programmes écrits par les fabricants. Les informations sont lues de manière non destructive.
BÉLIERLa mémoire vive (Random Access Memory) est une mémoire de données qui échange directement des données avec le processeur. Ces données ne peuvent être conservées après une coupure de courant. Le programme peut être écrit et lu à tout moment pendant son exécution. Elle est généralement utilisée comme support de stockage temporaire pour les systèmes d'exploitation ou autres programmes en cours d'exécution.
La relation entre le CPU et le MCU :
Le processeur est au cœur du contrôle opérationnel. Outre le processeur, le microcontrôleur (MCU) contient également de la ROM ou de la RAM, qui sont des puces intégrées à la puce. Les plus courantes sont les SOC (System On Chip), des puces système capables de stocker et d'exécuter du code système, ainsi que QNX, Linux et d'autres systèmes d'exploitation, y compris plusieurs unités de traitement (CPU, GPU, DSP, NPU, stockage et interface).
chiffres MCU
Le nombre correspond à la largeur du microcontrôleur (MCU) traitant chaque donnée. Plus le nombre de chiffres est élevé, plus la capacité de traitement du MCU est élevée. Actuellement, les plus importants sont ceux à 8, 16 et 32 chiffres, dont 32 bits représentent la majorité et connaissent une croissance rapide.
Dans les applications électroniques automobiles, le coût des microcontrôleurs 8 bits est faible et leur développement est simple. Actuellement, ils sont principalement utilisés pour des commandes relativement simples, comme l'éclairage, l'eau de pluie, les vitres, les sièges et les portes. Cependant, pour des aspects plus complexes, comme l'affichage des instruments, les systèmes d'information et de divertissement embarqués, les systèmes de contrôle de puissance, les châssis, les systèmes d'aide à la conduite, etc., principalement en 32 bits, et compte tenu de l'évolution constante de l'électrification, de l'intelligence et des réseaux automobiles, les besoins en puissance de calcul des microcontrôleurs sont de plus en plus importants.
Authentification de voiture MCU
Avant que le fournisseur de MCU n'entre dans le système de chaîne d'approvisionnement OEM, il est généralement nécessaire d'obtenir trois certifications majeures : l'étape de conception doit suivre la norme de sécurité fonctionnelle ISO 26262, l'étape de flux et d'emballage doit suivre les normes AEC-Q001 ~ 004 et IATF16949, ainsi que pendant l'étape de test de certification, suivre AEC-Q100/Q104.
Parmi eux, la norme ISO 26262 définit les quatre niveaux de sécurité de l'ASIL, du plus bas au plus élevé, A, B, C et D ; l'AEC-Q100 est divisée en quatre niveaux de fiabilité, du plus bas au plus élevé, respectivement 3, 2, 1 et 0. Essence La certification de la série AEC-Q100 prend généralement 1 à 2 ans, tandis que la certification ISO 26262 est plus difficile et le cycle est plus long.
L'application du MCU dans l'industrie des véhicules électriques intelligents
Les applications des microcontrôleurs (MCU) dans l'industrie automobile sont très variées. Par exemple, la table avant est utilisée pour les accessoires de carrosserie, les systèmes d'alimentation, les châssis, les systèmes d'information et de divertissement embarqués et la conduite intelligente. Avec l'avènement des véhicules électriques intelligents, la demande pour les microcontrôleurs (MCU) va encore augmenter.
Électrification :
1. Système de gestion de batterie BMSLe BMS doit contrôler la charge et la décharge, la température et l'équilibrage de la batterie. La carte de contrôle principale nécessite un microcontrôleur, et chaque console esclave en nécessite également un.
2.Contrôleur de véhicule VCU:La gestion de l'énergie des véhicules électriques doit augmenter le contrôleur du véhicule, et en même temps, il est équipé de MCU haut de gamme 32 bits, qui sont différents des plans de chaque usine ;
3.Contrôleur de moteur/contrôleur de boîte de vitesses: Remplacement d'origine, contrôleur de moteur de véhicule électrique à huile alternative MCU. En raison de la vitesse élevée du moteur, le réducteur doit être décéléré. Contrôleur de boîte de vitesses.
Intelligence:
1. Actuellement, le marché automobile national est encore en phase de pénétration du haut débit de niveau 2. Pour des raisons de coûts et de performances, les constructeurs automobiles ont opté pour une architecture distribuée pour améliorer la fonction ADAS. L'augmentation du taux de charge s'accompagne d'une augmentation du microcontrôleur (MCU) chargé du traitement des informations des capteurs.
2. En raison du nombre croissant de fonctions du cockpit, le rôle des nouvelles puces à énergie plus élevée devient de plus en plus important et le statut MCU correspondant a diminué.
Artisanat
Le microcontrôleur lui-même a des exigences prioritaires en termes de puissance de calcul et n'a pas d'exigences élevées en matière de processus avancés. Par ailleurs, son stockage embarqué limite également l'amélioration du processus de fabrication du microcontrôleur. Le procédé 28 nm est utilisé pour les microcontrôleurs. Les spécifications de la réglementation automobile concernent principalement les plaquettes de 8 pouces. Certains fabricants, notamment IDM, ont commencé à adopter une plateforme de 12 pouces.
Les procédés actuels de 28 nm et 40 nm constituent le courant dominant du marché.
Entreprises typiques au pays et à l'étranger
Comparés aux microcontrôleurs grand public et industriels, les microcontrôleurs automobiles présentent des exigences plus élevées en termes d'environnement d'exploitation, de fiabilité et de cycle d'approvisionnement. De plus, leur accès étant difficile, le marché des microcontrôleurs est globalement relativement concentré. En 2021, les cinq premières entreprises mondiales de microcontrôleurs représentaient 82 % du marché.
À l'heure actuelle, le MCU de niveau automobile de mon pays est encore en période d'introduction et la chaîne d'approvisionnement présente un grand potentiel d'alternative foncière et nationale.
Date de publication : 08/07/2023
