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車規(guī)MCU知識梳理,貞光科技助力國產(chǎn)化替代

07/08 16:06
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MCU汽車電子,工業(yè),計算機和網(wǎng)絡,消費電子,家電和物聯(lián)網(wǎng)等我們生活和工作密切相關,汽車電子是汽車電子中最大的一個市場,全球范圍內(nèi)汽車電子所占比例高達33%。

為助力國產(chǎn)替代,電子元器件一站式服務平臺·貞光科技與紫光芯能建立了長期的戰(zhàn)略合作伙伴關系,成為其授權(quán)代理商,負責紫光芯能全系列車規(guī)MCU芯片等產(chǎn)品的銷售和技術服務。樣品申請和訂購請聯(lián)系我們。

一輛傳統(tǒng)燃油車需要大約500到600顆芯片,輕混汽車大約需要1000顆,插電混動和純電動汽車則需要至少2000顆芯片。這就意味著在智能電動汽車快速發(fā)展的過程中,不僅對先進制程芯片需求不斷增加,而且對傳統(tǒng)芯片需求也會持續(xù)增加。MCU就是這樣,除了單車搭載的數(shù)量在不斷增長,域控制器也帶來了對高安全、高可靠、高算力MCU的新需求增長。

MCU,Microcontroller Unit,中文稱單片微型計算機/微控制器/單片機,將CPU、存儲器、外圍功能整合在單一芯片上,形成具有控制功能的芯片級計算機,主要用于實現(xiàn)信號處理和控制,是智能控制系統(tǒng)的核心。

MCU和汽車電子,工業(yè),計算機和網(wǎng)絡,消費電子,家電和物聯(lián)網(wǎng)等我們生活和工作密切相關,汽車電子是汽車電子中最大的一個市場,全球范圍內(nèi)汽車電子所占比例高達33%。

MCU主要由中央處理器CPU、存儲器(ROM和RAM)、輸入輸出I/O接口、串行口、計數(shù)器等構(gòu)成。

CPU:Central Processing Unit,中央處理器,是 MCU 內(nèi)部的核心部件,運算部件能完成數(shù)據(jù)的算術邏輯運算、位變量處理和數(shù)據(jù)傳送操作,控制部件則按照一定時序協(xié)調(diào)工作,分析并執(zhí)行指令。

ROM:Read-Only Memory,是程序存儲器,用來存放由制造廠家寫好的程序,信息以非破壞方式讀取,所保存的數(shù)據(jù)在掉電時不會消失,MCU根據(jù)預先編制的程序進行處理。

RAM:Random Access Memory,是數(shù)據(jù)存儲器,與 CPU 直接進行數(shù)據(jù)交換,掉電后該數(shù)據(jù)不能保持。程序運行時可隨時寫和讀,一般用作操作系統(tǒng)或者其他運行程序臨時數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)。

CPU和MCU的關系:

CPU是運算控制的核心。MCU除了CPU之外,還包含ROM或RAM等,是芯片級芯片。常見的還有SoC(System on Chip),中文叫片上系統(tǒng),它是一種系統(tǒng)級芯片,可以存儲和運行系統(tǒng)級代碼,運行QNX、Linux 等操作系統(tǒng),包含多個處理器單元(CPU+GPU+DSP+NPU+存儲+接口單元)。

MCU在智能電動汽車產(chǎn)業(yè)的應用

MCU在汽車產(chǎn)業(yè)中的應用非常廣泛,例如前表就是從車身附件、動力系統(tǒng)、底盤、車載信息娛樂、智能駕駛等板塊都得到了應用。隨著智能電動車時代的到來,人們對MCU產(chǎn)品的需求將更加旺盛。

電動化:

1、電池管理系統(tǒng)BMS:BMS需要對充放電、溫度、電池間均衡進行控制,主控板需要一顆MCU,每個從控板也需要一顆MCU;

2、整車控制器VCU:電動汽車能量管理需要增加整車控制器,同時需要配備32位高階MCU,其數(shù)量根據(jù)各廠的方案不同而不同;

3、引擎控制器/變速箱控制器:存量替換,電動汽車逆變器控制MCU替代油車的引擎控制器,因電機轉(zhuǎn)速高,需通過減速器進行減速,它所安裝MCU控制芯片代替油車變速箱控制器。

智能化

1、當前國內(nèi)汽車市場還停留在L2高速滲透階段,從綜合成本與性能考慮,OEM增加ADAS功能仍然采用分布式架構(gòu),隨裝載率提高,對傳感器信息處理的MCU也相應增多。

2、由于座艙功能日益增多,更高新能的芯片作用越來越重要,對應的MCU地位有所下降。

工藝制造

MCU本身對算力要求優(yōu)先,對先進制程要求不高,同時其內(nèi)置的嵌入式存儲自身也限制了MCU制程的提升,所以目前車規(guī)MCU工藝節(jié)點以40nm以上成熟制程為主,一些較先進車用MCU產(chǎn)品使用28nm制程。車規(guī)芯片規(guī)格以8英寸晶圓為主,一些廠家特別是IDM已經(jīng)開始移植到12英寸的平臺上。

目前28nm和40nm工藝是市場主流。

新一代汽車MCU THA6系列

該系列芯片是國內(nèi)首款通過ASIL D產(chǎn)品認證的Arm Cortex-R52+內(nèi)核MCU芯片,在安全性、可靠性、算力、實時性方面,全面對標國際大廠,可為新的汽車電子電氣架構(gòu)提供良好的軟硬件基礎,支持傳統(tǒng)燃油車以及新能源車的動力、底盤、車身、電池管理、整車控制、電機控制、智能駕駛、網(wǎng)關以及跨域控制方面的應用,面市以來,受到車廠和Tier 1的高度關注和一致好評。

高性能CPU:最多6組ARM Cortex-R52+內(nèi)核、400MHz主頻

高安全:ISO26262 ASIL D級別功能安全流程和產(chǎn)品認證、達到EVITA-Full最高等級

高性能Timer:內(nèi)置最新版本GTM模塊、支持高精度PWM

低延時:支持FLASH接口與CPU高性能連接

內(nèi)置RDC模塊:支持兩種旋變解碼方式,軟解碼和硬解碼

作為紫光集團汽車電子與智能芯片板塊的核心企業(yè),紫光同芯依托20多年來在安全芯片領域積累的深厚經(jīng)驗,瞄準全車應用場景,形成了以信息安全和功能安全為基礎,逐步覆蓋周邊配套產(chǎn)品的汽車電子業(yè)務布局,并將持續(xù)深入拓展,為客戶打造全棧式芯片解決方案,全面推進智能汽車場景安全落地,以科技之光照亮幸福生活。

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