नियंत्रण वर्ग चिप परिचय
नियंत्रण चिप मुख्य रूप से MCU (माइक्रोकंट्रोलर यूनिट) को संदर्भित करता है, अर्थात, माइक्रोकंट्रोलर, जिसे सिंगल चिप भी कहा जाता है, CPU आवृत्ति और विनिर्देशों को उचित रूप से कम करता है, और मेमोरी, टाइमर, A/D रूपांतरण, घड़ी, I/O पोर्ट और सीरियल संचार जैसे कार्यात्मक मॉड्यूल और इंटरफेस को एक ही चिप में एकीकृत करता है। टर्मिनल नियंत्रण फ़ंक्शन को साकार करते हुए, इसमें उच्च प्रदर्शन, कम बिजली की खपत, प्रोग्राम करने योग्य और उच्च लचीलेपन के फायदे हैं।
वाहन गेज स्तर का MCU आरेख
ऑटोमोटिव क्षेत्र MCU का एक अत्यंत महत्वपूर्ण अनुप्रयोग क्षेत्र है। IC इनसाइट्स के आंकड़ों के अनुसार, 2019 में, ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स में वैश्विक MCU अनुप्रयोग लगभग 33% था। उच्च-स्तरीय मॉडलों में प्रत्येक कार द्वारा उपयोग किए जाने वाले MCUS की संख्या लगभग 100 है। ड्राइविंग कंप्यूटर, LCD उपकरणों से लेकर इंजन, चेसिस तक, कार के बड़े और छोटे घटकों को MCU नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
शुरुआती दिनों में, 8-बिट और 16-बिट MCUS मुख्य रूप से ऑटोमोबाइल में उपयोग किए जाते थे, लेकिन ऑटोमोबाइल इलेक्ट्रॉनिकीकरण और बुद्धिमत्ता के निरंतर विकास के साथ, आवश्यक MCUS की संख्या और गुणवत्ता भी बढ़ रही है। वर्तमान में, ऑटोमोटिव MCUS में 32-बिट MCUS का अनुपात लगभग 60% तक पहुँच गया है, जिनमें से ARM की कॉर्टेक्स श्रृंखला कर्नेल, अपनी कम लागत और उत्कृष्ट शक्ति नियंत्रण के कारण, ऑटोमोटिव MCU निर्माताओं की मुख्यधारा की पसंद है।
ऑटोमोटिव एमसीयू के मुख्य मापदंडों में ऑपरेटिंग वोल्टेज, ऑपरेटिंग आवृत्ति, फ्लैश और रैम क्षमता, टाइमर मॉड्यूल और चैनल नंबर, एडीसी मॉड्यूल और चैनल नंबर, सीरियल संचार इंटरफ़ेस प्रकार और संख्या, इनपुट और आउटपुट I/O पोर्ट नंबर, ऑपरेटिंग तापमान, पैकेज फॉर्म और कार्यात्मक सुरक्षा स्तर शामिल हैं।
सीपीयू बिट्स के आधार पर, ऑटोमोटिव एमसीयूएस को मुख्यतः 8-बिट, 16-बिट और 32-बिट में विभाजित किया जा सकता है। प्रक्रिया उन्नयन के साथ, 32-बिट एमसीयूएस की लागत में लगातार गिरावट आ रही है, और अब यह मुख्यधारा बन गया है, और धीरे-धीरे उन अनुप्रयोगों और बाज़ारों की जगह ले रहा है जिन पर पहले 8/16-बिट एमसीयूएस का प्रभुत्व था।
यदि अनुप्रयोग क्षेत्र के अनुसार विभाजित किया जाए, तो ऑटोमोटिव MCU को बॉडी डोमेन, पावर डोमेन, चेसिस डोमेन, कॉकपिट डोमेन और इंटेलिजेंट ड्राइविंग डोमेन में विभाजित किया जा सकता है। कॉकपिट डोमेन और इंटेलिजेंट ड्राइविंग डोमेन के लिए, MCU में उच्च कंप्यूटिंग शक्ति और उच्च गति वाले बाहरी संचार इंटरफेस, जैसे CAN FD और ईथरनेट, की आवश्यकता होती है। बॉडी डोमेन के लिए भी बड़ी संख्या में बाहरी संचार इंटरफेस की आवश्यकता होती है, लेकिन MCU की कंप्यूटिंग शक्ति आवश्यकताएँ अपेक्षाकृत कम होती हैं, जबकि पावर डोमेन और चेसिस डोमेन के लिए उच्च ऑपरेटिंग तापमान और कार्यात्मक सुरक्षा स्तर की आवश्यकता होती है।
चेसिस डोमेन नियंत्रण चिप
चेसिस डोमेन वाहन चालन से संबंधित है और इसमें ट्रांसमिशन सिस्टम, ड्राइविंग सिस्टम, स्टीयरिंग सिस्टम और ब्रेकिंग सिस्टम शामिल हैं। यह पाँच उप-प्रणालियों, अर्थात् स्टीयरिंग, ब्रेकिंग, शिफ्टिंग, थ्रॉटल और सस्पेंशन सिस्टम, से बना है। ऑटोमोबाइल इंटेलिजेंस के विकास के साथ, बुद्धिमान वाहनों की धारणा पहचान, निर्णय योजना और नियंत्रण निष्पादन चेसिस डोमेन की मुख्य प्रणालियाँ हैं। स्टीयरिंग-बाय-वायर और ड्राइव-बाय-वायर स्वचालित ड्राइविंग के कार्यकारी पहलू के मुख्य घटक हैं।
(1) नौकरी की आवश्यकताएं
चेसिस डोमेन ECU एक उच्च-प्रदर्शन, स्केलेबल कार्यात्मक सुरक्षा प्लेटफ़ॉर्म का उपयोग करता है और सेंसर क्लस्टरिंग और बहु-अक्ष जड़त्वीय सेंसर का समर्थन करता है। इस अनुप्रयोग परिदृश्य के आधार पर, चेसिस डोमेन MCU के लिए निम्नलिखित आवश्यकताएँ प्रस्तावित हैं:
· उच्च आवृत्ति और उच्च कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकताएं, मुख्य आवृत्ति 200 मेगाहर्ट्ज से कम नहीं है और कंप्यूटिंग शक्ति 300 डीएमआईपीएस से कम नहीं है
· फ्लैश भंडारण स्थान 2MB से कम नहीं है, कोड फ्लैश और डेटा फ्लैश भौतिक विभाजन के साथ;
· रैम 512KB से कम नहीं;
· उच्च कार्यात्मक सुरक्षा स्तर की आवश्यकताएं, ASIL-D स्तर तक पहुंच सकती हैं;
· 12-बिट परिशुद्धता ADC का समर्थन;
· 32-बिट उच्च परिशुद्धता, उच्च तुल्यकालन टाइमर का समर्थन;
· मल्टी-चैनल CAN-FD का समर्थन;
· कम से कम 100M ईथरनेट का समर्थन;
· विश्वसनीयता AEC-Q100 ग्रेड 1 से कम नहीं;
· ऑनलाइन अपग्रेड (ओटीए) का समर्थन;
· फर्मवेयर सत्यापन फ़ंक्शन (राष्ट्रीय गुप्त एल्गोरिदम) का समर्थन;
(2) प्रदर्शन आवश्यकताएँ
· कर्नेल भाग:
I. कोर आवृत्ति: अर्थात, कर्नेल के कार्य करते समय की घड़ी आवृत्ति, जिसका उपयोग कर्नेल डिजिटल पल्स सिग्नल दोलन की गति को दर्शाने के लिए किया जाता है, और मुख्य आवृत्ति कर्नेल की गणना गति को सीधे नहीं दर्शा सकती है। कर्नेल संचालन गति कर्नेल पाइपलाइन, कैश, निर्देश सेट आदि से भी संबंधित है।
II. कंप्यूटिंग शक्ति: DMIPS का उपयोग आमतौर पर मूल्यांकन के लिए किया जा सकता है। DMIPS एक इकाई है जो MCU एकीकृत बेंचमार्क प्रोग्राम के परीक्षण के दौरान उसके सापेक्ष प्रदर्शन को मापती है।
· मेमोरी पैरामीटर:
I. कोड मेमोरी: कोड संग्रहीत करने के लिए उपयोग की जाने वाली मेमोरी;
II. डेटा मेमोरी: डेटा संग्रहीत करने के लिए उपयोग की जाने वाली मेमोरी;
III.RAM: अस्थायी डेटा और कोड को संग्रहीत करने के लिए उपयोग की जाने वाली मेमोरी।
· संचार बस: ऑटोमोबाइल विशेष बस और पारंपरिक संचार बस सहित;
· उच्च परिशुद्धता परिधीय;
· परिचालन तापमान;
(3) औद्योगिक पैटर्न
चूंकि विभिन्न वाहन निर्माताओं द्वारा उपयोग की जाने वाली विद्युत और इलेक्ट्रॉनिक वास्तुकला अलग-अलग होगी, चेसिस डोमेन के लिए घटक आवश्यकताएं भी अलग-अलग होंगी। एक ही कार कारखाने के विभिन्न मॉडलों के अलग-अलग विन्यास के कारण, चेसिस क्षेत्र का ईसीयू चयन अलग होगा। इन अंतरों के परिणामस्वरूप चेसिस डोमेन के लिए अलग-अलग एमसीयू आवश्यकताएं होंगी। उदाहरण के लिए, होंडा एकॉर्ड तीन चेसिस डोमेन एमसीयू चिप्स का उपयोग करता है, और ऑडी क्यू 7 लगभग 11 चेसिस डोमेन एमसीयू चिप्स का उपयोग करता है। 2021 में, चीनी ब्रांड की यात्री कारों का उत्पादन लगभग 10 मिलियन है, जिसमें से साइकिल चेसिस डोमेन एमसीयूएस की औसत मांग 5 है, और कुल बाजार लगभग 50 मिलियन तक पहुंच गया है। पूरे चेसिस डोमेन में एमसीयूएस के मुख्य आपूर्तिकर्ता
(4) उद्योग बाधाएँ
प्रमुख तकनीकी दृष्टिकोण से, चेसिस डोमेन के घटक जैसे EPS, EPB, ESC, चालक की जीवन सुरक्षा से निकटता से संबंधित हैं, इसलिए चेसिस डोमेन MCU का कार्यात्मक सुरक्षा स्तर बहुत ऊँचा है, मूल रूप से ASIL-D स्तर की आवश्यकताएँ। MCU का यह कार्यात्मक सुरक्षा स्तर चीन में रिक्त है। कार्यात्मक सुरक्षा स्तर के अलावा, चेसिस घटकों के अनुप्रयोग परिदृश्यों में MCU आवृत्ति, कंप्यूटिंग शक्ति, मेमोरी क्षमता, परिधीय प्रदर्शन, परिधीय सटीकता आदि के लिए बहुत ऊँची आवश्यकताएँ हैं। चेसिस डोमेन MCU ने एक बहुत ऊँची उद्योग बाधा बनाई है, जिसे घरेलू MCU निर्माताओं को चुनौती देने और तोड़ने की आवश्यकता है।
आपूर्ति श्रृंखला के संदर्भ में, चेसिस डोमेन घटकों के नियंत्रण चिप के लिए उच्च आवृत्ति और उच्च कंप्यूटिंग शक्ति की आवश्यकताओं के कारण, वेफर उत्पादन की प्रक्रिया और प्रक्रिया के लिए अपेक्षाकृत उच्च आवश्यकताएं सामने रखी जाती हैं। वर्तमान में, ऐसा लगता है कि 200 मेगाहर्ट्ज से ऊपर की एमसीयू आवृत्ति आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कम से कम 55 एनएम प्रक्रिया की आवश्यकता है। इस संबंध में, घरेलू एमसीयू उत्पादन लाइन पूरी नहीं हुई है और बड़े पैमाने पर उत्पादन स्तर तक नहीं पहुंची है। अंतर्राष्ट्रीय अर्धचालक निर्माताओं ने मूल रूप से IDM मॉडल को अपनाया है, वेफर फाउंड्री के संदर्भ में, वर्तमान में केवल TSMC, UMC और GF के पास ही संबंधित क्षमताएं हैं। घरेलू चिप निर्माता सभी फैबलेस कंपनियां हैं, और वेफर निर्माण और क्षमता आश्वासन में चुनौतियां और कुछ जोखिम हैं।
स्वायत्त ड्राइविंग जैसे मुख्य कंप्यूटिंग परिदृश्यों में, पारंपरिक सामान्य-उद्देश्य वाले सीपीयू अपनी कम कंप्यूटिंग दक्षता के कारण एआई कंप्यूटिंग आवश्यकताओं के अनुकूल होना मुश्किल पाते हैं, जबकि GPU, FPGA और ASIC जैसे AI चिप्स अपनी विशेषताओं के साथ एज और क्लाउड पर उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं और व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। तकनीकी रुझानों के दृष्टिकोण से, GPU अभी भी अल्पावधि में प्रमुख AI चिप रहेगा, और दीर्घावधि में, ASIC अंतिम दिशा है। बाजार के रुझानों के दृष्टिकोण से, AI चिप्स की वैश्विक मांग में तेजी से वृद्धि जारी रहेगी, और क्लाउड और एज चिप्स में विकास की अधिक संभावना है, और अगले पांच वर्षों में बाजार की विकास दर 50% के करीब रहने की उम्मीद है। हालाँकि घरेलू चिप प्रौद्योगिकी की नींव कमजोर है, AI अनुप्रयोगों के तेजी से आगमन के साथ, AI चिप की मांग में तेजी से वृद्धि स्थानीय चिप उद्यमों के लिए प्रौद्योगिकी और क्षमता विकास के अवसर पैदा करती है। स्वायत्त ड्राइविंग में कंप्यूटिंग शक्ति, विलंबता और विश्वसनीयता पर सख्त आवश्यकताएं होती हैं। वर्तमान में, GPU+FPGA समाधान का अधिक उपयोग किया जाता है। एल्गोरिदम की स्थिरता और डेटा-संचालित तकनीक के साथ, ASIC के बाजार में जगह बनाने की उम्मीद है।
शाखा पूर्वानुमान और अनुकूलन के लिए CPU चिप पर बहुत अधिक स्थान की आवश्यकता होती है, जिससे विभिन्न अवस्थाओं को सहेजकर कार्य स्विचिंग की विलंबता को कम किया जा सकता है। यह इसे तर्क नियंत्रण, क्रमिक संचालन और सामान्य प्रकार के डेटा संचालन के लिए भी अधिक उपयुक्त बनाता है। GPU और CPU को एक उदाहरण के रूप में लें। CPU की तुलना में, GPU बड़ी संख्या में कंप्यूटिंग इकाइयों और एक लंबी पाइपलाइन का उपयोग करता है, और केवल एक बहुत ही सरल नियंत्रण तर्क और कैश को समाप्त कर देता है। CPU न केवल कैश द्वारा बहुत अधिक स्थान घेरता है, बल्कि इसमें जटिल नियंत्रण तर्क और कई अनुकूलन सर्किट भी होते हैं, जो कंप्यूटिंग शक्ति की तुलना में केवल एक छोटा सा हिस्सा है।
पावर डोमेन नियंत्रण चिप
पावर डोमेन नियंत्रक एक बुद्धिमान पावरट्रेन प्रबंधन इकाई है। CAN/FLEXRAY के साथ, यह ट्रांसमिशन प्रबंधन, बैटरी प्रबंधन, अल्टरनेटर विनियमन की निगरानी और मुख्य रूप से पावरट्रेन अनुकूलन और नियंत्रण के लिए उपयोग किया जाता है, जबकि विद्युत बुद्धिमान दोष निदान, बुद्धिमान बिजली बचत, बस संचार और अन्य कार्य भी करता है।
(1) नौकरी की आवश्यकताएं
पावर डोमेन नियंत्रण MCU, पावर में प्रमुख अनुप्रयोगों, जैसे BMS, को निम्नलिखित आवश्यकताओं के साथ समर्थन दे सकता है:
· उच्च मुख्य आवृत्ति, मुख्य आवृत्ति 600MHz~800MHz
· रैम 4MB
· उच्च कार्यात्मक सुरक्षा स्तर की आवश्यकताएं, ASIL-D स्तर तक पहुंच सकती हैं;
· मल्टी-चैनल CAN-FD का समर्थन;
· 2G ईथरनेट का समर्थन;
· विश्वसनीयता AEC-Q100 ग्रेड 1 से कम नहीं;
· फर्मवेयर सत्यापन फ़ंक्शन (राष्ट्रीय गुप्त एल्गोरिदम) का समर्थन;
(2) प्रदर्शन आवश्यकताएँ
उच्च प्रदर्शन: यह उत्पाद ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों की बढ़ती कंप्यूटिंग शक्ति और मेमोरी आवश्यकताओं का समर्थन करने के लिए ARM Cortex R5 डुअल-कोर लॉक-स्टेप CPU और 4MB ऑन-चिप SRAM को एकीकृत करता है। ARM Cortex-R5F CPU 800MHz तक। उच्च सुरक्षा: वाहन विनिर्देश विश्वसनीयता मानक AEC-Q100 ग्रेड 1 तक पहुँचता है, और ISO26262 कार्यात्मक सुरक्षा स्तर ASIL D तक पहुँचता है। डुअल-कोर लॉक-स्टेप CPU 99% तक डायग्नोस्टिक कवरेज प्राप्त कर सकता है। अंतर्निहित सूचना सुरक्षा मॉड्यूल ट्रू रैंडम नंबर जनरेटर, AES, RSA, ECC, SHA और हार्डवेयर एक्सेलरेटर को एकीकृत करता है जो राज्य और व्यावसायिक सुरक्षा के प्रासंगिक मानकों का अनुपालन करते हैं। इन सूचना सुरक्षा कार्यों का एकीकरण सुरक्षित स्टार्टअप, सुरक्षित संचार, सुरक्षित फ़र्मवेयर अपडेट और अपग्रेड जैसी अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है।
शरीर क्षेत्र नियंत्रण चिप
बॉडी एरिया मुख्य रूप से बॉडी के विभिन्न कार्यों के नियंत्रण के लिए ज़िम्मेदार होता है। वाहनों के विकास के साथ, बॉडी एरिया कंट्रोलर की संख्या भी बढ़ती जा रही है। कंट्रोलर की लागत कम करने और वाहन के वज़न को कम करने के लिए, सभी कार्यात्मक उपकरणों, जैसे कि आगे के हिस्से से लेकर कार के मध्य भाग और कार के पिछले हिस्से तक, जैसे कि रियर ब्रेक लाइट, रियर पोज़िशन लाइट, रियर डोर लॉक और यहाँ तक कि डबल स्टे रॉड को एकीकृत करके एक संपूर्ण कंट्रोलर बनाना ज़रूरी है।
बॉडी एरिया कंट्रोलर आमतौर पर बीसीएम, पीईपीएस, टीपीएमएस, गेटवे और अन्य कार्यों को एकीकृत करता है, लेकिन यह सीट समायोजन, रियरव्यू मिरर नियंत्रण, एयर कंडीशनिंग नियंत्रण और अन्य कार्यों का विस्तार भी कर सकता है, प्रत्येक एक्ट्यूएटर का व्यापक और एकीकृत प्रबंधन, और सिस्टम संसाधनों का उचित और प्रभावी आवंटन कर सकता है। बॉडी एरिया कंट्रोलर के कई कार्य हैं, जैसा कि नीचे दिखाया गया है, लेकिन ये केवल यहाँ सूचीबद्ध कार्यों तक ही सीमित नहीं हैं।
(1) नौकरी की आवश्यकताएं
ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए MCU नियंत्रण चिप्स की मुख्य माँगें बेहतर स्थिरता, विश्वसनीयता, सुरक्षा, रीयल-टाइम और अन्य तकनीकी विशेषताएँ, साथ ही उच्च कंप्यूटिंग प्रदर्शन और भंडारण क्षमता, और कम बिजली खपत सूचकांक आवश्यकताएँ हैं। बॉडी एरिया कंट्रोलर धीरे-धीरे एक विकेन्द्रीकृत कार्यात्मक परिनियोजन से एक बड़े नियंत्रक में परिवर्तित हो गया है जो बॉडी इलेक्ट्रॉनिक्स, प्रमुख कार्यों, लाइटों, दरवाजों, खिड़कियों आदि के सभी बुनियादी ड्राइव को एकीकृत करता है। बॉडी एरिया कंट्रोल सिस्टम डिज़ाइन में लाइटिंग, वाइपर वॉशिंग, सेंट्रल कंट्रोल डोर लॉक, खिड़कियां और अन्य नियंत्रण, PEPS इंटेलिजेंट कुंजियाँ, पावर मैनेजमेंट आदि शामिल हैं। साथ ही गेटवे CAN, एक्स्टेंसिबल CANFD और FLEXRAY, LIN नेटवर्क, ईथरनेट इंटरफ़ेस और मॉड्यूल विकास और डिज़ाइन तकनीक भी शामिल है।
सामान्य तौर पर, बॉडी क्षेत्र में MCU मुख्य नियंत्रण चिप के लिए उपर्युक्त नियंत्रण कार्यों की कार्य आवश्यकताएँ मुख्य रूप से कंप्यूटिंग और प्रसंस्करण प्रदर्शन, कार्यात्मक एकीकरण, संचार इंटरफ़ेस और विश्वसनीयता के पहलुओं में परिलक्षित होती हैं। विशिष्ट आवश्यकताओं के संदर्भ में, बॉडी क्षेत्र में विभिन्न कार्यात्मक अनुप्रयोग परिदृश्यों, जैसे कि पावर विंडो, स्वचालित सीटें, इलेक्ट्रिक टेलगेट और अन्य बॉडी अनुप्रयोगों में कार्यात्मक अंतर के कारण, अभी भी उच्च दक्षता वाली मोटर नियंत्रण आवश्यकताएँ हैं, ऐसे बॉडी अनुप्रयोगों के लिए MCU को FOC इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण एल्गोरिदम और अन्य कार्यों को एकीकृत करने की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, बॉडी क्षेत्र में विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों में चिप के इंटरफ़ेस कॉन्फ़िगरेशन के लिए अलग-अलग आवश्यकताएँ होती हैं। इसलिए, आमतौर पर विशिष्ट अनुप्रयोग परिदृश्य की कार्यात्मक और प्रदर्शन आवश्यकताओं के अनुसार बॉडी क्षेत्र MCU का चयन करना आवश्यक होता है, और इस आधार पर, उत्पाद लागत प्रदर्शन, आपूर्ति क्षमता और तकनीकी सेवा और अन्य कारकों को व्यापक रूप से मापा जाता है।
(2) प्रदर्शन आवश्यकताएँ
बॉडी एरिया कंट्रोल MCU चिप के मुख्य संदर्भ संकेतक इस प्रकार हैं:
प्रदर्शन: ARM Cortex-M4F@ 144MHz, 180DMIPS, अंतर्निहित 8KB अनुदेश कैश कैश, फ्लैश त्वरण इकाई निष्पादन कार्यक्रम 0 प्रतीक्षा का समर्थन करता है।
बड़ी क्षमता वाली एन्क्रिप्टेड मेमोरी: 512K बाइट्स तक eFlash, एन्क्रिप्टेड स्टोरेज, पार्टीशन प्रबंधन और डेटा सुरक्षा का समर्थन, ECC सत्यापन का समर्थन, 100,000 बार मिटाने की क्षमता, 10 वर्षों तक डेटा प्रतिधारण; 144K बाइट्स SRAM, हार्डवेयर समता का समर्थन।
एकीकृत समृद्ध संचार इंटरफेस: मल्टी-चैनल GPIO, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP और अन्य इंटरफेस का समर्थन करता है।
एकीकृत उच्च-प्रदर्शन सिम्युलेटर: 12 बिट 5Msps उच्च गति ADC, रेल-टू-रेल स्वतंत्र परिचालन एम्पलीफायर, उच्च गति एनालॉग तुलनित्र, 12 बिट 1Msps DAC का समर्थन करता है; बाह्य इनपुट स्वतंत्र संदर्भ वोल्टेज स्रोत, मल्टी-चैनल कैपेसिटिव टच कुंजी का समर्थन करता है; उच्च गति DMA नियंत्रक।
आंतरिक आर सी या बाहरी क्रिस्टल घड़ी इनपुट, उच्च विश्वसनीयता रीसेट का समर्थन करें।
अंतर्निहित अंशांकन आरटीसी वास्तविक समय घड़ी, लीप वर्ष सतत कैलेंडर, अलार्म घटनाओं, आवधिक जागने का समर्थन करता है।
उच्च परिशुद्धता समय काउंटर का समर्थन करें।
हार्डवेयर-स्तर की सुरक्षा विशेषताएं: एन्क्रिप्शन एल्गोरिदम हार्डवेयर एक्सेलेरेशन इंजन, AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5 एल्गोरिदम का समर्थन; फ्लैश स्टोरेज एन्क्रिप्शन, बहु-उपयोगकर्ता विभाजन प्रबंधन (MMU), TRNG ट्रू रैंडम नंबर जनरेटर, CRC16/32 ऑपरेशन; लेखन सुरक्षा (WRP), बहु-पठन सुरक्षा (RDP) स्तर (L0/L1/L2) का समर्थन; सुरक्षा स्टार्टअप, प्रोग्राम एन्क्रिप्शन डाउनलोड, सुरक्षा अद्यतन का समर्थन।
घड़ी विफलता निगरानी और विध्वंस विरोधी निगरानी का समर्थन करें।
96-बिट UID और 128-बिट UCID.
अत्यधिक विश्वसनीय कार्य वातावरण: 1.8V ~ 3.6V/-40℃ ~ 105℃.
(3) औद्योगिक पैटर्न
बॉडी एरिया इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम विदेशी और घरेलू दोनों उद्यमों के लिए विकास के शुरुआती चरण में है। बीसीएम, पीईपीएस, दरवाजे और खिड़कियां, सीट कंट्रोलर और अन्य एकल-कार्यात्मक उत्पादों जैसे विदेशी उद्यमों के पास गहन तकनीकी संचय है, जबकि प्रमुख विदेशी कंपनियों के पास उत्पाद लाइनों का व्यापक कवरेज है, जो उनके लिए सिस्टम एकीकरण उत्पादों की नींव रखता है। नई ऊर्जा वाहन बॉडी के अनुप्रयोग में घरेलू उद्यमों के कुछ फायदे हैं। उदाहरण के तौर पर BYD को लें, BYD के नए ऊर्जा वाहन में, बॉडी एरिया को बाएँ और दाएँ क्षेत्रों में विभाजित किया गया है, और सिस्टम एकीकरण के उत्पाद को पुनर्व्यवस्थित और परिभाषित किया गया है। हालाँकि, बॉडी एरिया कंट्रोल चिप्स के संदर्भ में, MCU के मुख्य आपूर्तिकर्ता अभी भी Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST और अन्य अंतर्राष्ट्रीय चिप निर्माता हैं, और घरेलू चिप निर्माताओं की वर्तमान में बाजार हिस्सेदारी कम है।
(4) उद्योग बाधाएँ
संचार के दृष्टिकोण से, पारंपरिक वास्तुकला-हाइब्रिड वास्तुकला-अंतिम वाहन कंप्यूटर प्लेटफ़ॉर्म की विकास प्रक्रिया है। संचार की गति में परिवर्तन, साथ ही उच्च कार्यात्मक सुरक्षा के साथ बुनियादी कंप्यूटिंग शक्ति की कीमत में कमी महत्वपूर्ण है, और भविष्य में बुनियादी नियंत्रक के इलेक्ट्रॉनिक स्तर पर विभिन्न कार्यों की संगतता को धीरे-धीरे महसूस करना संभव है। उदाहरण के लिए, बॉडी एरिया कंट्रोलर पारंपरिक बीसीएम, पीईपीएस और रिपल एंटी-पिंच फ़ंक्शन को एकीकृत कर सकता है। अपेक्षाकृत रूप से, बॉडी एरिया कंट्रोल चिप की तकनीकी बाधाएँ पावर एरिया, कॉकपिट एरिया आदि की तुलना में कम हैं, और घरेलू चिप्स से बॉडी एरिया में एक बड़ी सफलता हासिल करने और धीरे-धीरे घरेलू प्रतिस्थापन का एहसास करने की उम्मीद है। हाल के वर्षों में, बॉडी एरिया फ्रंट और रियर माउंटिंग मार्केट में घरेलू MCU ने विकास की बहुत अच्छी गति प्राप्त की है।
कॉकपिट नियंत्रण चिप
विद्युतीकरण, बुद्धिमत्ता और नेटवर्किंग ने ऑटोमोटिव इलेक्ट्रॉनिक और इलेक्ट्रिकल आर्किटेक्चर के विकास को डोमेन नियंत्रण की दिशा में गति दी है, और कॉकपिट भी वाहन ऑडियो और वीडियो मनोरंजन प्रणाली से बुद्धिमान कॉकपिट तक तेजी से विकसित हो रहा है। कॉकपिट को मानव-कंप्यूटर इंटरैक्शन इंटरफ़ेस के साथ प्रस्तुत किया जाता है, लेकिन चाहे वह पिछला इंफोटेनमेंट सिस्टम हो या वर्तमान बुद्धिमान कॉकपिट, कंप्यूटिंग गति के साथ एक शक्तिशाली एसओसी होने के अलावा, वाहन के साथ डेटा इंटरैक्शन से निपटने के लिए इसे उच्च-वास्तविक समय एमसीयू की भी आवश्यकता होती है। बुद्धिमान कॉकपिट में सॉफ्टवेयर-परिभाषित वाहनों, ओटीए और ऑटोसार के क्रमिक लोकप्रिय होने से कॉकपिट में एमसीयू संसाधनों की आवश्यकताएं तेजी से बढ़ रही हैं।
(1) नौकरी की आवश्यकताएं
केबिन क्षेत्र में एमसीयू मुख्य रूप से सिस्टम पावर प्रबंधन, पावर-ऑन टाइमिंग प्रबंधन, नेटवर्क प्रबंधन, निदान, वाहन डेटा इंटरैक्शन, कुंजी, बैकलाइट प्रबंधन, ऑडियो डीएसपी / एफएम मॉड्यूल प्रबंधन, सिस्टम समय प्रबंधन और अन्य कार्यों का एहसास करता है।
MCU संसाधन आवश्यकताएँ:
· मुख्य आवृत्ति और कंप्यूटिंग शक्ति की कुछ आवश्यकताएं हैं, मुख्य आवृत्ति 100MHz से कम नहीं है और कंप्यूटिंग शक्ति 200DMIPS से कम नहीं है;
· फ्लैश भंडारण स्थान 1MB से कम नहीं है, कोड फ्लैश और डेटा फ्लैश भौतिक विभाजन के साथ;
· रैम 128KB से कम नहीं;
· उच्च कार्यात्मक सुरक्षा स्तर की आवश्यकताएं, ASIL-B स्तर तक पहुंच सकती हैं;
· मल्टी-चैनल एडीसी का समर्थन;
· मल्टी-चैनल CAN-FD का समर्थन;
· वाहन विनियमन ग्रेड AEC-Q100 ग्रेड1;
· ऑनलाइन अपग्रेड (ओटीए) का समर्थन, फ्लैश समर्थन दोहरी बैंक;
· सुरक्षित स्टार्टअप का समर्थन करने के लिए SHE/HSM-लाइट स्तर और उससे ऊपर की सूचना एन्क्रिप्शन इंजन की आवश्यकता होती है;
· पिन संख्या 100 पिन से कम नहीं है;
(2) प्रदर्शन आवश्यकताएँ
IO व्यापक वोल्टेज बिजली की आपूर्ति का समर्थन करता है (5.5v ~ 2.7v), IO पोर्ट ओवरवोल्टेज उपयोग का समर्थन करता है;
कई सिग्नल इनपुट बिजली आपूर्ति बैटरी के वोल्टेज के अनुसार उतार-चढ़ाव करते हैं, और ओवरवोल्टेज हो सकता है। ओवरवोल्टेज सिस्टम की स्थिरता और विश्वसनीयता में सुधार कर सकता है।
स्मृति जीवन:
कार का जीवन चक्र 10 वर्ष से अधिक होता है, इसलिए कार MCU प्रोग्राम स्टोरेज और डेटा स्टोरेज का जीवनकाल लंबा होना आवश्यक है। प्रोग्राम स्टोरेज और डेटा स्टोरेज के लिए अलग-अलग भौतिक विभाजन आवश्यक हैं, और प्रोग्राम स्टोरेज को कम बार मिटाना पड़ता है, इसलिए 10K की सहनशीलता, जबकि डेटा स्टोरेज को अधिक बार मिटाना पड़ता है, इसलिए इसे अधिक बार मिटाना पड़ता है। डेटा फ़्लैश संकेतक देखें: सहनशीलता>100K, 15 वर्ष (<1K)। 10 वर्ष (<100K)।
संचार बस इंटरफ़ेस;
वाहन पर बस संचार भार अधिक से अधिक हो रहा है, इसलिए पारंपरिक CAN अब संचार मांग को पूरा नहीं कर सकता है, उच्च गति CAN-FD बस की मांग अधिक से अधिक हो रही है, CAN-FD का समर्थन धीरे-धीरे MCU मानक बन गया है।
(3) औद्योगिक पैटर्न
वर्तमान में, घरेलू स्मार्ट केबिन MCU का अनुपात अभी भी बहुत कम है, और मुख्य आपूर्तिकर्ता अभी भी NXP, रेनेसास, इनफिनियन, ST, माइक्रोचिप और अन्य अंतर्राष्ट्रीय MCU निर्माता हैं। कई घरेलू MCU निर्माता लेआउट में हैं, और बाजार का प्रदर्शन अभी बाकी है।
(4) उद्योग बाधाएँ
बुद्धिमान केबिन कार का विनियमन स्तर और कार्यात्मक सुरक्षा स्तर अपेक्षाकृत बहुत अधिक नहीं है, मुख्यतः तकनीकी ज्ञान के संचय और निरंतर उत्पाद पुनरावृत्ति और सुधार की आवश्यकता के कारण। साथ ही, क्योंकि घरेलू कारखानों में कई एमसीयू उत्पादन लाइनें नहीं हैं, प्रक्रिया अपेक्षाकृत पिछड़ी हुई है, और राष्ट्रीय उत्पादन आपूर्ति श्रृंखला तक पहुँचने में कुछ समय लगता है, और लागत अधिक हो सकती है, और अंतर्राष्ट्रीय निर्माताओं के साथ प्रतिस्पर्धा का दबाव भी अधिक होता है।
घरेलू नियंत्रण चिप का अनुप्रयोग
कार नियंत्रण चिप्स मुख्य रूप से कार MCU पर आधारित होते हैं। ज़िगुआंग गुओवेई, हुआडा सेमीकंडक्टर, शंघाई शिन्टी, झाओई इनोवेशन, जिएफा टेक्नोलॉजी, शिनची टेक्नोलॉजी, बीजिंग जुन्झेंग, शेन्ज़ेन शीहुआ, शंघाई क्यूपुवेई, नेशनल टेक्नोलॉजी जैसी घरेलू अग्रणी कंपनियों के पास कार-स्केल MCU उत्पाद अनुक्रम हैं, जो विदेशी दिग्गज उत्पादों के लिए बेंचमार्क हैं, और वर्तमान में ARM आर्किटेक्चर पर आधारित हैं। कुछ कंपनियों ने RISC-V आर्किटेक्चर का अनुसंधान और विकास भी किया है।
वर्तमान में, घरेलू वाहन नियंत्रण डोमेन चिप का उपयोग मुख्य रूप से ऑटोमोटिव फ्रंट लोडिंग बाजार में किया जाता है, और इसे कार के बॉडी और इंफोटेनमेंट क्षेत्र में लागू किया गया है, जबकि चेसिस, पावर और अन्य क्षेत्रों में, यह अभी भी सेंटमाइक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, एनएक्सपी, टेक्सास इंस्ट्रूमेंट्स और माइक्रोचिप सेमीकंडक्टर जैसी विदेशी चिप दिग्गजों द्वारा संचालित है, और केवल कुछ घरेलू उद्यमों ने बड़े पैमाने पर उत्पादन अनुप्रयोगों को साकार किया है। वर्तमान में, घरेलू चिप निर्माता चिपची अप्रैल 2022 में ARM Cortex-R5F पर आधारित उच्च-प्रदर्शन नियंत्रण चिप E3 श्रृंखला के उत्पाद जारी करेगी, जिसमें कार्यात्मक सुरक्षा स्तर ASIL D तक पहुँच जाएगा, तापमान स्तर AEC-Q100 ग्रेड 1 का समर्थन करेगा, CPU आवृत्ति 800MHz तक होगी, और 6 CPU कोर तक होंगे। यह मौजूदा बड़े पैमाने पर उत्पादित वाहन गेज MCU में सर्वोच्च प्रदर्शन वाला उत्पाद है, जो घरेलू उच्च-स्तरीय उच्च सुरक्षा स्तर वाले वाहन गेज MCU बाज़ार में अंतर को भरता है। उच्च प्रदर्शन और उच्च विश्वसनीयता के साथ, इसका उपयोग BMS, ADAS, VCU, बाय-वायर चेसिस, इंस्ट्रूमेंट, HUD, इंटेलिजेंट रियरव्यू मिरर और अन्य मुख्य वाहन नियंत्रण क्षेत्रों में किया जा सकता है। GAC, Geely आदि सहित 100 से अधिक ग्राहकों ने उत्पाद डिज़ाइन के लिए E3 को अपनाया है।
घरेलू नियंत्रक कोर उत्पादों का अनुप्रयोग
पोस्ट करने का समय: जुलाई-19-2023
