რა არის სატრანსპორტო საშუალების მასშტაბის მიკროკონტროლერი? ერთი დაწკაპუნებით წიგნიერება

საკონტროლო კლასის ჩიპის შესავალი
მართვის ჩიპი ძირითადად მიკროკონტროლერის ერთეულს (MCU) (Microcontroller Unit) გულისხმობს, ანუ მიკროკონტროლერს, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც ერთი ჩიპი, რომელიც შესაბამისად ამცირებს პროცესორის სიხშირეს და სპეციფიკაციებს, ხოლო მეხსიერება, ტაიმერი, A/D კონვერტაცია, საათი, შეყვანა/გამომავალი პორტი, სერიული კომუნიკაცია და სხვა ფუნქციური მოდულები და ინტერფეისები ინტეგრირებულია ერთ ჩიპზე. ტერმინალის მართვის ფუნქციის რეალიზებით, მას აქვს მაღალი წარმადობის, დაბალი ენერგომოხმარების, პროგრამირების და მაღალი მოქნილობის უპირატესობები.
ავტომობილის დონის MCU დიაგრამა

საავტომობილო ინდუსტრია მიკროკონტროლერის (MCU) ძალიან მნიშვნელოვანი გამოყენების სფეროა. IC Insights-ის მონაცემების თანახმად, 2019 წელს, საავტომობილო ელექტრონიკაში გლობალური მიკროკონტროლერის გამოყენების წილი დაახლოებით 33%-ს შეადგენდა. თითოეული მაღალი კლასის მოდელის ავტომობილის მიერ გამოყენებული მიკროკონტროლერის რაოდენობა 100-ს უახლოვდება, მართვის კომპიუტერებიდან დაწყებული, LCD ინსტრუმენტებით დამთავრებული, ძრავებით, შასით, ავტომობილის დიდი და პატარა კომპონენტებით დამთავრებული, რომლებსაც მიკროკონტროლერის კონტროლი სჭირდებათ.
 
თავდაპირველად, 8-ბიტიანი და 16-ბიტიანი MCUS ძირითადად ავტომობილებში გამოიყენებოდა, თუმცა ავტომობილების ელექტრონიზაციისა და ინტელექტის უწყვეტ გაუმჯობესებასთან ერთად, საჭირო MCUS-ების რაოდენობა და ხარისხიც იზრდება. ამჟამად, ავტომობილების MCUS-ებში 32-ბიტიანი MCUS-ების წილი დაახლოებით 60%-ს აღწევს, საიდანაც ARM-ის Cortex სერიის ბირთვი, მისი დაბალი ღირებულებისა და შესანიშნავი სიმძლავრის კონტროლის გამო, ავტომობილების მიკროკონტროლერების მწარმოებლების მთავარ არჩევანს წარმოადგენს.
 
საავტომობილო მიკროკონტროლერის ძირითადი პარამეტრებია: სამუშაო ძაბვა, სამუშაო სიხშირე, ფლეშ და ოპერატიული მეხსიერების მოცულობა, ტაიმერის მოდული და არხის ნომერი, ანალოგურ-ციფრული დიფერენციალური დრაივი და არხის ნომერი, სერიული საკომუნიკაციო ინტერფეისის ტიპი და ნომერი, შემავალი და გამომავალი შემავალი/გამომავალი პორტის ნომერი, სამუშაო ტემპერატურა, შეფუთვის ფორმა და ფუნქციური უსაფრთხოების დონე.
 
პროცესორის ბიტების მიხედვით დაყოფით, საავტომობილო MCUS ძირითადად შეიძლება დაიყოს 8 ბიტად, 16 ბიტად და 32 ბიტად. პროცესის განახლების შედეგად, 32-ბიტიანი MCUS-ის ღირებულება კვლავ მცირდება და ამჟამად ის მეინსტრიმად იქცა და თანდათან ცვლის წარსულში 8/16-ბიტიანი MCUS-ით დომინირებულ აპლიკაციებსა და ბაზრებს.
 
გამოყენების სფეროს მიხედვით დაყოფის შემთხვევაში, საავტომობილო მიკროკონტროლერი შეიძლება დაიყოს კორპუსის დომენად, სიმძლავრის დომენად, შასის დომენად, კაბინის დომენად და ინტელექტუალური მართვის დომენად. კაბინის დომენისა და ინტელექტუალური მართვის დომენისთვის, მიკროკონტროლერს უნდა ჰქონდეს მაღალი გამოთვლითი სიმძლავრე და მაღალსიჩქარიანი გარე საკომუნიკაციო ინტერფეისები, როგორიცაა CAN FD და Ethernet. კორპუსის დომენი ასევე მოითხოვს გარე საკომუნიკაციო ინტერფეისების დიდ რაოდენობას, მაგრამ მიკროკონტროლერის გამოთვლითი სიმძლავრის მოთხოვნები შედარებით დაბალია, ხოლო სიმძლავრის დომენი და შასის დომენი მოითხოვს უფრო მაღალ სამუშაო ტემპერატურას და ფუნქციონალური უსაფრთხოების დონეს.
 
შასის დომენის მართვის ჩიპი
შასის სფერო დაკავშირებულია ავტომობილის მართვასთან და შედგება ტრანსმისიის სისტემის, მართვის სისტემის, საჭის მართვის სისტემისა და სამუხრუჭე სისტემისგან. იგი შედგება ხუთი ქვესისტემისგან, კერძოდ, საჭის მართვის, დამუხრუჭების, გადართვის, გაზის და საკიდრის სისტემისგან. საავტომობილო ინტელექტის განვითარებასთან ერთად, ინტელექტუალური ავტომობილების აღქმის ამოცნობა, გადაწყვეტილების დაგეგმვა და კონტროლის განხორციელება შასის სფეროს ძირითად სისტემებს წარმოადგენს. საჭის მართვა ელექტრო და სადენიანი მართვის სისტემები ავტომატური მართვის აღმასრულებელი მიზნის ძირითადი კომპონენტებია.
 
(1) სამუშაოს მოთხოვნები
 
შასის დომენის ECU იყენებს მაღალი ხარისხის, მასშტაბირებად ფუნქციონალურ უსაფრთხოების პლატფორმას და მხარს უჭერს სენსორების კლასტერიზაციას და მრავალღერძიან ინერციულ სენსორებს. ამ გამოყენების სცენარის საფუძველზე, შასის დომენის მიკროკონტროლერისთვის შემოთავაზებულია შემდეგი მოთხოვნები:
 
· მაღალი სიხშირისა და მაღალი გამოთვლითი სიმძლავრის მოთხოვნები, ძირითადი სიხშირე არანაკლებ 200 MHz-ისა და გამოთვლითი სიმძლავრე არანაკლებ 300 DMIPS-ისა
· ფლეშ მეხსიერების სივრცე არ უნდა იყოს 2 მბ-ზე ნაკლები, Flash კოდით და Flash მონაცემების ფიზიკური დანაყოფით;
· ოპერატიული მეხსიერება არანაკლებ 512 კბ;
· მაღალი ფუნქციური უსაფრთხოების დონის მოთხოვნები, შეუძლია ASIL-D დონის მიღწევა;
· 12-ბიტიანი სიზუსტის ანალოგურ-ციფრული გადამყვანის მხარდაჭერა;
· 32-ბიტიანი მაღალი სიზუსტის, მაღალი სინქრონიზაციის ტაიმერის მხარდაჭერა;
· მრავალარხიანი CAN-FD-ის მხარდაჭერა;
· მინიმუმ 100 მბ Ethernet-ის მხარდაჭერა;
· საიმედოობა არ არის დაბალი AEC-Q100 Grade1-ზე;
· ონლაინ განახლების (OTA) მხარდაჭერა;
· პროგრამული უზრუნველყოფის ვერიფიკაციის ფუნქციის მხარდაჭერა (ეროვნული საიდუმლო ალგორითმი);
 
(2) შესრულების მოთხოვნები
 
· ბირთვის ნაწილი:
 
I. ბირთვის სიხშირე: ანუ საათის სიხშირე ბირთვის მუშაობის დროს, რომელიც გამოიყენება ბირთვის ციფრული იმპულსური სიგნალის რხევის სიჩქარის წარმოსადგენად და ძირითადი სიხშირე პირდაპირ ვერ წარმოადგენს ბირთვის გამოთვლის სიჩქარეს. ბირთვის მუშაობის სიჩქარე ასევე დაკავშირებულია ბირთვის მილსადენთან, ქეშთან, ინსტრუქციების ნაკრებთან და ა.შ.
 
II. გამოთვლითი სიმძლავრე: DMIPS, როგორც წესი, შეიძლება გამოყენებულ იქნას შეფასებისთვის. DMIPS არის ერთეული, რომელიც ზომავს MCU ინტეგრირებული საორიენტაციო პროგრამის შედარებით მუშაობას მისი ტესტირების დროს.
 
· მეხსიერების პარამეტრები:
 
I. კოდის მეხსიერება: მეხსიერება, რომელიც გამოიყენება კოდის შესანახად;
II. მონაცემთა მეხსიერება: მეხსიერება, რომელიც გამოიყენება მონაცემების შესანახად;
III.RAM: მეხსიერება, რომელიც გამოიყენება დროებითი მონაცემებისა და კოდის შესანახად.
 
· საკომუნიკაციო ავტობუსი: მათ შორის საავტომობილო სპეციალური ავტობუსი და ჩვეულებრივი საკომუნიკაციო ავტობუსი;
· მაღალი სიზუსტის პერიფერიული მოწყობილობები;
· სამუშაო ტემპერატურა;
 
(3) სამრეწველო ნიმუში
 
რადგან სხვადასხვა ავტომწარმოებლის მიერ გამოყენებული ელექტრო და ელექტრონული არქიტექტურა განსხვავებული იქნება, შასის სფეროსთვის კომპონენტების მოთხოვნებიც განსხვავებული იქნება. ერთი და იგივე ავტოქარხნის სხვადასხვა მოდელის განსხვავებული კონფიგურაციის გამო, შასის არეალის ECU შერჩევა განსხვავებული იქნება. ეს განსხვავებები შასის სფეროსთვის განსხვავებულ MCU მოთხოვნებს გამოიწვევს. მაგალითად, Honda Accord იყენებს სამ შასის დომენის MCU ჩიპს, ხოლო Audi Q7 - დაახლოებით 11 შასის დომენის MCU ჩიპს. 2021 წელს ჩინური ბრენდის მსუბუქი ავტომობილების წარმოება დაახლოებით 10 მილიონი იყო, საიდანაც ველოსიპედის შასის დომენის MCUS-ზე საშუალო მოთხოვნა 5 იყო, ხოლო მთლიანმა ბაზარმა დაახლოებით 50 მილიონს მიაღწია. შასის სფეროში MCUS-ის მთავარი მომწოდებლები არიან Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI და ST. ნახევარგამტარების ეს ხუთი საერთაშორისო მომწოდებელი შასის დომენის MCUS ბაზრის 99%-ზე მეტს შეადგენს.
 
(4) ინდუსტრიული ბარიერები
 
ტექნიკური თვალსაზრისით, შასის კომპონენტები, როგორიცაა EPS, EPB, ESC, მჭიდრო კავშირშია მძღოლის სიცოცხლის უსაფრთხოებასთან, ამიტომ შასის მიკროკონტროლერის ფუნქციური უსაფრთხოების დონე ძალიან მაღალია, ძირითადად ASIL-D დონის მოთხოვნებით. მიკროკონტროლერის ეს ფუნქციური უსაფრთხოების დონე ჩინეთში ცარიელია. ფუნქციური უსაფრთხოების დონის გარდა, შასის კომპონენტების გამოყენების სცენარებს ძალიან მაღალი მოთხოვნები აქვთ მიკროკონტროლერის სიხშირეზე, გამოთვლით სიმძლავრეზე, მეხსიერების მოცულობაზე, პერიფერიულ მუშაობაზე, პერიფერიულ სიზუსტეზე და სხვა ასპექტებზე. შასის მიკროკონტროლერმა შექმნა ძალიან მაღალი ინდუსტრიული ბარიერი, რომლის გადალახვაც შიდა მიკროკონტროლერების მწარმოებლებს სჭირდებათ.
 
მიწოდების ჯაჭვის თვალსაზრისით, შასის დომენის კომპონენტების მართვის ჩიპზე მაღალი სიხშირისა და მაღალი გამოთვლითი სიმძლავრის მოთხოვნების გამო, შედარებით მაღალი მოთხოვნებია წამოყენებული ვაფლის წარმოების პროცესზე და პროცესებზე. ამჟამად, როგორც ჩანს, 200 მჰც-ზე მეტი მიკროკონტროლერის სიხშირის მოთხოვნების დასაკმაყოფილებლად საჭიროა მინიმუმ 55 ნმ პროცესი. ამ მხრივ, მიკროკონტროლერის შიდა წარმოების ხაზი არ არის დასრულებული და მასობრივი წარმოების დონეს არ მიუღწევია. საერთაშორისო ნახევარგამტარების მწარმოებლებმა ძირითადად აითვისეს IDM მოდელი, ვაფლის ჩამოსხმების თვალსაზრისით, ამჟამად მხოლოდ TSMC-ს, UMC-ს და GF-ს აქვთ შესაბამისი შესაძლებლობები. შიდა ჩიპების მწარმოებლები ყველა Fabless კომპანიაა და ვაფლის წარმოებასა და სიმძლავრის უზრუნველყოფაში არსებობს გამოწვევები და გარკვეული რისკები.
 
ისეთ ძირითად გამოთვლით სცენარებში, როგორიცაა ავტონომიური მართვა, ტრადიციული ზოგადი დანიშნულების პროცესორები რთულია ადაპტირება ხელოვნური ინტელექტის გამოთვლით მოთხოვნებთან მათი დაბალი გამოთვლითი ეფექტურობის გამო, ხოლო ხელოვნური ინტელექტის ჩიპებს, როგორიცაა GPU, FPgas და ASics, აქვთ შესანიშნავი შესრულება ზღვარზე და ღრუბელში საკუთარი მახასიათებლებით და ფართოდ გამოიყენება. ტექნოლოგიური ტენდენციების პერსპექტივიდან გამომდინარე, GPU კვლავ იქნება დომინანტური ხელოვნური ინტელექტის ჩიპი მოკლევადიან პერსპექტივაში, ხოლო გრძელვადიან პერსპექტივაში, ASIC არის საბოლოო მიმართულება. ბაზრის ტენდენციების პერსპექტივიდან გამომდინარე, ხელოვნური ინტელექტის ჩიპებზე გლობალური მოთხოვნა შეინარჩუნებს სწრაფი ზრდის იმპულსს, ხოლო ღრუბლოვან და ზღვარზე მდებარე ჩიპებს აქვთ უფრო დიდი ზრდის პოტენციალი და ბაზრის ზრდის ტემპი, სავარაუდოდ, უახლოეს ხუთ წელიწადში 50%-ს მიაღწევს. მიუხედავად იმისა, რომ შიდა ჩიპური ტექნოლოგიის საფუძველი სუსტია, ხელოვნური ინტელექტის აპლიკაციების სწრაფი დანერგვით, ხელოვნური ინტელექტის ჩიპებზე მოთხოვნის სწრაფი მოცულობა ქმნის შესაძლებლობებს ადგილობრივი ჩიპური საწარმოების ტექნოლოგიებისა და შესაძლებლობების ზრდისთვის. ავტონომიურ მართვას მკაცრი მოთხოვნები აქვს გამოთვლითი სიმძლავრის, შეფერხების და საიმედოობის მიმართ. ამჟამად, ძირითადად გამოიყენება GPU+FPGA გადაწყვეტილებები. ალგორითმების სტაბილურობისა და მონაცემებზე დაფუძნებული ASics-ის წყალობით, მოსალოდნელია, რომ ბაზარზე ადგილს მოიპოვებს.
 
CPU ჩიპზე დიდი ადგილია საჭირო განშტოების პროგნოზირებისა და ოპტიმიზაციისთვის, რაც სხვადასხვა მდგომარეობების დაზოგვას უწყობს ხელს დავალებების გადართვის შეყოვნების შემცირებას. ეს მას უფრო შესაფერისს ხდის ლოგიკური კონტროლისთვის, სერიული ოპერაციებისთვის და ზოგადი ტიპის მონაცემთა ოპერაციებისთვის. მაგალითად, ავიღოთ GPU და CPU, CPU-სთან შედარებით, GPU იყენებს დიდი რაოდენობით გამომთვლელ ერთეულებს და გრძელ მილსადენს, მხოლოდ ძალიან მარტივ მართვის ლოგიკას და გამორიცხავს ქეშს. CPU არა მხოლოდ იკავებს დიდ ადგილს ქეშის სახით, არამედ აქვს რთული მართვის ლოგიკა და მრავალი ოპტიმიზაციის სქემა, რაც გამომთვლელ სიმძლავრეს მხოლოდ მცირე ნაწილს შეადგენს.
სიმძლავრის დომენის მართვის ჩიპი
სიმძლავრის დომენის კონტროლერი არის ინტელექტუალური ძრავის მართვის ერთეული. CAN/FLEXRAY-ის გამოყენებით ხორციელდება ტრანსმისიის მართვა, აკუმულატორის მართვა, გენერატორის რეგულირების მონიტორინგი, ძირითადად გამოიყენება ძრავის ოპტიმიზაციისა და კონტროლისთვის, ასევე ინტელექტუალური ელექტრო ხარვეზების დიაგნოსტიკის, ინტელექტუალური ენერგოდაზოგვის, ავტობუსის კომუნიკაციისა და სხვა ფუნქციების შესრულება.
 
(1) სამუშაოს მოთხოვნები
 
სიმძლავრის დომენის მართვის მიკროკონტროლერს შეუძლია მხარი დაუჭიროს ენერგეტიკის სფეროში არსებულ ძირითად აპლიკაციებს, როგორიცაა BMS, შემდეგი მოთხოვნებით:
 
· მაღალი ძირითადი სიხშირე, ძირითადი სიხშირე 600MHz~800MHz
· ოპერატიული მეხსიერება 4 მბ
· მაღალი ფუნქციური უსაფრთხოების დონის მოთხოვნები, შეუძლია ASIL-D დონის მიღწევა;
· მრავალარხიანი CAN-FD-ის მხარდაჭერა;
· 2G Ethernet-ის მხარდაჭერა;
· საიმედოობა არ არის დაბალი AEC-Q100 Grade1-ზე;
· პროგრამული უზრუნველყოფის ვერიფიკაციის ფუნქციის მხარდაჭერა (ეროვნული საიდუმლო ალგორითმი);
 
(2) შესრულების მოთხოვნები
 
მაღალი შესრულება: პროდუქტი აერთიანებს ARM Cortex R5 ორბირთვიან დაბლოკვის საფეხურიან პროცესორს და 4 მბ ჩიპზე ჩაშენებულ SRAM-ს, რათა მხარი დაუჭიროს საავტომობილო აპლიკაციების მზარდი გამოთვლითი სიმძლავრისა და მეხსიერების მოთხოვნებს. ARM Cortex-R5F პროცესორი 800 მჰც-მდე სიხშირით. მაღალი უსაფრთხოება: ავტომობილის სპეციფიკაციის საიმედოობის სტანდარტი AEC-Q100 აღწევს 1 კლასს, ხოლო ISO26262 ფუნქციური უსაფრთხოების დონე ASIL D-ს. ორბირთვიან დაბლოკვის საფეხურიან პროცესორს შეუძლია მიაღწიოს 99%-მდე დიაგნოსტიკურ დაფარვას. ჩაშენებული ინფორმაციული უსაფრთხოების მოდული აერთიანებს ნამდვილ შემთხვევითი რიცხვების გენერატორს, AES, RSA, ECC, SHA და აპარატურულ ამაჩქარებლებს, რომლებიც შეესაბამება სახელმწიფო და ბიზნეს უსაფრთხოების შესაბამის სტანდარტებს. ამ ინფორმაციული უსაფრთხოების ფუნქციების ინტეგრაციას შეუძლია დააკმაყოფილოს ისეთი აპლიკაციების საჭიროებები, როგორიცაა უსაფრთხო გაშვება, უსაფრთხო კომუნიკაცია, უსაფრთხო პროგრამული უზრუნველყოფის განახლება და განახლება.
სხეულის არეალის კონტროლის ჩიპი
კორპუსის არე ძირითადად პასუხისმგებელია კორპუსის სხვადასხვა ფუნქციის კონტროლზე. ავტომობილის განვითარებასთან ერთად, კორპუსის არეალის კონტროლერი სულ უფრო და უფრო მეტად გამოიყენება. კონტროლერის ღირებულებისა და წონის შესამცირებლად, ინტეგრაციამ უნდა უზრუნველყოს ყველა ფუნქციური მოწყობილობის, წინა ნაწილიდან დაწყებული, შუა ნაწილიდან და უკანა ნაწილიდან დაწყებული, როგორიცაა უკანა სამუხრუჭე შუქი, უკანა პოზიციის შუქი, უკანა კარის საკეტი და ორმაგი საყრდენი ღეროც კი, გაერთიანება სრულ კონტროლერში.
 
კორპუსის არეალის კონტროლერი ზოგადად აერთიანებს BCM-ს, PEPS-ს, TPMS-ს, Gateway-ს და სხვა ფუნქციებს, თუმცა ასევე შეუძლია გააფართოვოს სავარძლის რეგულირება, უკანა ხედვის სარკის კონტროლი, კონდიციონერის კონტროლი და სხვა ფუნქციები, თითოეული აქტივატორის ყოვლისმომცველი და ერთიანი მართვა, სისტემის რესურსების გონივრული და ეფექტური განაწილება. კორპუსის არეალის კონტროლერის ფუნქციები მრავალრიცხოვანია, როგორც ქვემოთ არის ნაჩვენები, მაგრამ არ შემოიფარგლება აქ ჩამოთვლილით.

(1) სამუშაოს მოთხოვნები
ავტომომსახურების ელექტრონიკის ძირითადი მოთხოვნები მიკროკონტროლერის მართვის ჩიპებზეა უკეთესი სტაბილურობა, საიმედოობა, უსაფრთხოება, რეალურ დროში და სხვა ტექნიკური მახასიათებლები, ასევე უფრო მაღალი გამოთვლითი მუშაობა და შენახვის მოცულობა, და დაბალი ენერგომოხმარების ინდექსის მოთხოვნები. კორპუსის ფართობის კონტროლერი თანდათანობით გადავიდა დეცენტრალიზებული ფუნქციური განლაგებიდან დიდ კონტროლერზე, რომელიც აერთიანებს კორპუსის ელექტრონიკის ყველა ძირითად დისკს, ძირითად ფუნქციებს, განათებას, კარებს, ფანჯრებს და ა.შ. კორპუსის ფართობის მართვის სისტემის დიზაინში ინტეგრირებულია განათება, საწმენდების რეცხვა, ცენტრალური მართვის კარის საკეტები, ფანჯრები და სხვა მართვის საშუალებები, PEPS ინტელექტუალური გასაღებები, ენერგიის მართვა და ა.შ. ასევე კარიბჭე CAN, გაფართოებადი CANFD და FLEXRAY, LIN ქსელი, Ethernet ინტერფეისი და მოდულის შემუშავებისა და დიზაინის ტექნოლოგია.
 
ზოგადად, ზემოთ ხსენებული მართვის ფუნქციების სამუშაო მოთხოვნები კორპუსის არეში მიკროკონტროლერის მთავარი მართვის ჩიპისთვის ძირითადად აისახება გამოთვლითი და დამუშავების მუშაობის, ფუნქციური ინტეგრაციის, საკომუნიკაციო ინტერფეისის და საიმედოობის ასპექტებში. სპეციფიკური მოთხოვნების თვალსაზრისით, კორპუსის არეში სხვადასხვა ფუნქციური გამოყენების სცენარებში, როგორიცაა ელექტრო შუშები, ავტომატური სავარძლები, ელექტრო საბარგულის კარი და სხვა კორპუსის აპლიკაციები, ფუნქციური განსხვავებების გამო, კვლავ არსებობს მაღალი ეფექტურობის ძრავის მართვის საჭიროებები, ასეთი კორპუსის აპლიკაციები მოითხოვს მიკროკონტროლერს FOC ელექტრონული მართვის ალგორითმის და სხვა ფუნქციების ინტეგრირებას. გარდა ამისა, კორპუსის არეში სხვადასხვა გამოყენების სცენარებს განსხვავებული მოთხოვნები აქვთ ჩიპის ინტერფეისის კონფიგურაციისთვის. ამიტომ, როგორც წესი, აუცილებელია კორპუსის არეში მიკროკონტროლერის შერჩევა კონკრეტული გამოყენების სცენარის ფუნქციური და შესრულების მოთხოვნების შესაბამისად და ამის საფუძველზე, პროდუქტის ღირებულების, შესრულების, მიწოდების შესაძლებლობების, ტექნიკური მომსახურების და სხვა ფაქტორების სრულყოფილად გაზომვა.
 
(2) შესრულების მოთხოვნები
სხეულის არეალის კონტროლის მიკროკონტროლერის ჩიპის ძირითადი საცნობარო ინდიკატორებია:
შესრულება: ARM Cortex-M4F@ 144MHz, 180DMIPS, ჩაშენებული 8KB ინსტრუქციის ქეში, Flash აქსელერაციის ბლოკის შესრულების პროგრამის მხარდაჭერა 0 ლოდინის რეჟიმში.
დიდი ტევადობის დაშიფრული მეხსიერება: 512 ათას ბაიტამდე eFlash, დაშიფრული შენახვის, დანაყოფების მართვისა და მონაცემთა დაცვის მხარდაჭერა, ECC ვერიფიკაციის მხარდაჭერა, 100,000 წაშლა, მონაცემთა 10 წლიანი შენახვა; 144 ათასი ბაიტი SRAM, აპარატურის პარიტეტის მხარდაჭერა.
ინტეგრირებული მდიდარი საკომუნიკაციო ინტერფეისები: მრავალარხიანი GPIO, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP და სხვა ინტერფეისების მხარდაჭერა.
ინტეგრირებული მაღალი ხარისხის სიმულატორი: მხარს უჭერს 12 ბიტიან 5Mps მაღალსიჩქარიან ანალოგურ-ციფრულ გადამყვანს, ლიანდაგ-ლიანდაგზე დამოუკიდებელ ოპერაციულ გამაძლიერებელს, მაღალსიჩქარიან ანალოგურ შედარების მოწყობილობას, 12 ბიტიან 1Mps ციფრულ-ციფრულ-ანალოგურ შედარების მოწყობილობას; მხარს უჭერს გარე შეყვანის დამოუკიდებელ საცნობარო ძაბვის წყაროს, მრავალარხიან ტევადურ სენსორულ ღილაკს; მაღალსიჩქარიან DMA კონტროლერს.
 
შიდა RC ან გარე ბროლის საათის შეყვანის მხარდაჭერა, მაღალი საიმედოობის გადატვირთვა.
ჩაშენებული კალიბრაციის RTC რეალურ დროში საათი, ნაკიანი წლის მუდმივი კალენდრის, მაღვიძარას მოვლენების და პერიოდული გაღვიძების მხარდაჭერა.
მაღალი სიზუსტის დროის მრიცხველის მხარდაჭერა.
აპარატურული დონის უსაფრთხოების მახასიათებლები: დაშიფვრის ალგორითმი, აპარატურული აქსელერაციის ძრავა, AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5 ალგორითმების მხარდაჭერით; ფლეშ მეხსიერების დაშიფვრა, მრავალმომხმარებლიანი დანაყოფების მართვა (MMU), TRNG რეალური შემთხვევითი რიცხვების გენერატორი, CRC16/32 ოპერაცია; ჩაწერისგან დაცვის (WRP), მრავალჯერადი წაკითხვისგან დაცვის (RDP) დონეების მხარდაჭერა (L0/L1/L2); უსაფრთხოების გაშვების მხარდაჭერა, პროგრამის დაშიფვრის ჩამოტვირთვა, უსაფრთხოების განახლება.
საათის გაუმართაობის მონიტორინგის და დანგრევის საწინააღმდეგო მონიტორინგის მხარდაჭერა.
96-ბიტიანი UID და 128-ბიტიანი UCID.
მაღალი საიმედოობის სამუშაო გარემო: 1.8V ~ 3.6V/-40℃ ~ 105℃.
 
(3) სამრეწველო ნიმუში
კორპუსის ფართობის ელექტრონული სისტემა განვითარების ადრეულ ეტაპზეა როგორც უცხოური, ასევე ადგილობრივი საწარმოებისთვის. უცხოურ საწარმოებს, როგორიცაა BCM, PEPS, კარ-ფანჯრები, სავარძლების კონტროლერები და სხვა ერთფუნქციური პროდუქტები, აქვთ ღრმა ტექნიკური დაგროვება, ხოლო მსხვილ უცხოურ კომპანიებს აქვთ პროდუქციის ფართო სპექტრი, რაც საფუძველს უყრის სისტემური ინტეგრაციის პროდუქტების დანერგვას. ადგილობრივ საწარმოებს გარკვეული უპირატესობები აქვთ ახალი ენერგიის მქონე ავტომობილის კორპუსის გამოყენებაში. მაგალითად, ავიღოთ BYD, BYD-ის ახალ ენერგიის მქონე ავტომობილში კორპუსის ფართობი იყოფა მარცხენა და მარჯვენა ზონებად, ხოლო სისტემური ინტეგრაციის პროდუქტი გადალაგებული და განსაზღვრულია. თუმცა, კორპუსის ფართობის მართვის ჩიპების თვალსაზრისით, მიკროკონტროლერის მთავარი მიმწოდებელი კვლავ Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST და სხვა საერთაშორისო ჩიპების მწარმოებლები არიან, ხოლო ადგილობრივ ჩიპების მწარმოებლებს ამჟამად დაბალი ბაზრის წილი აქვთ.
 
(4) ინდუსტრიული ბარიერები
კომუნიკაციის პერსპექტივიდან, არსებობს ტრადიციული არქიტექტურის - ჰიბრიდული არქიტექტურის - საბოლოო ავტომობილის კომპიუტერული პლატფორმის ევოლუციის პროცესი. კომუნიკაციის სიჩქარის ცვლილება, ასევე ძირითადი გამოთვლითი სიმძლავრის ფასის შემცირება მაღალი ფუნქციონალური უსაფრთხოებით არის გასაღები და შესაძლებელია მომავალში სხვადასხვა ფუნქციების თავსებადობის თანდათანობითი რეალიზება ძირითადი კონტროლერის ელექტრონულ დონეზე. მაგალითად, კორპუსის კონტროლერს შეუძლია ტრადიციული BCM, PEPS და ტალღური ანტი-მოჭერის ფუნქციების ინტეგრირება. შედარებით რომ ვთქვათ, კორპუსის არეალის მართვის ჩიპის ტექნიკური ბარიერები უფრო დაბალია, ვიდრე სიმძლავრის არეალი, კაბინის არეალი და ა.შ. და მოსალოდნელია, რომ შიდა ჩიპები ლიდერობენ კორპუსის არეალის დიდი გარღვევის განხორციელებაში და თანდათანობით განახორციელებენ შიდა ჩანაცვლებას. ბოლო წლებში, კორპუსის წინა და უკანა სამონტაჟო ბაზარზე შიდა მიკროკონტროლერებს განვითარების ძალიან კარგი იმპულსი ჰქონდა.
კაბინის მართვის ჩიპი
ელექტროფიკაციამ, ინტელექტმა და ქსელურმა ტექნოლოგიებმა დააჩქარა საავტომობილო ელექტრონული და ელექტრო არქიტექტურის განვითარება დომენის კონტროლის მიმართულებით, ხოლო კაბინა ასევე სწრაფად ვითარდება ავტომობილის აუდიო და ვიდეო გასართობი სისტემიდან ინტელექტუალურ კაბინამდე. კაბინა წარმოდგენილია ადამიან-კომპიუტერის ურთიერთქმედების ინტერფეისით, მაგრამ იქნება ეს წინა ინფორმაციულ-გასართობი სისტემა თუ ამჟამინდელი ინტელექტუალური კაბინა, გარდა იმისა, რომ აქვს ძლიერი SOC გამოთვლითი სიჩქარით, მას ასევე სჭირდება მაღალი რეალურ დროში მიკროკონტროლერი მანქანასთან მონაცემთა ურთიერთქმედების გასამკლავებლად. პროგრამულად განსაზღვრული მანქანების, OTA-ს და Autosar-ის თანდათანობითი პოპულარიზაცია ინტელექტუალურ კაბინაში MCU რესურსების მოთხოვნებს სულ უფრო მაღალს ხდის კაბინაში. კერძოდ, აისახება FLASH და RAM მოცულობის მზარდ მოთხოვნაში, PIN Count-ის მოთხოვნაც იზრდება, უფრო რთული ფუნქციები მოითხოვს უფრო ძლიერ პროგრამის შესრულების შესაძლებლობებს, მაგრამ ასევე აქვთ უფრო მდიდარი ავტობუსის ინტერფეისი.
 
(1) სამუშაოს მოთხოვნები
სალონში არსებული მიკროკონტროლერი ძირითადად ახორციელებს სისტემის ენერგომომარაგების მართვას, ჩართვის დროის მართვას, ქსელის მართვას, დიაგნოსტიკას, ავტომობილის მონაცემებთან ურთიერთქმედებას, კლავიშების, განათების მართვას, აუდიო DSP/FM მოდულის მართვას, სისტემის დროის მართვას და სხვა ფუნქციებს.
 
MCU-ს რესურსების მოთხოვნები:
· ძირითად სიხშირესა და გამომთვლელ სიმძლავრეს გარკვეული მოთხოვნები აქვს, ძირითადი სიხშირე არ არის 100 მჰც-ზე ნაკლები, ხოლო გამომთვლელი სიმძლავრე არ არის 200DMIPS-ზე ნაკლები;
· ფლეშ მეხსიერების სივრცე არ უნდა იყოს 1 მბ-ზე ნაკლები, Flash კოდით და Flash მონაცემების ფიზიკური დანაყოფით;
· ოპერატიული მეხსიერება არანაკლებ 128 კბ;
· მაღალი ფუნქციური უსაფრთხოების დონის მოთხოვნები, შეუძლია ASIL-B დონის მიღწევა;
· მრავალარხიანი ADC-ის მხარდაჭერა;
· მრავალარხიანი CAN-FD-ის მხარდაჭერა;
· სატრანსპორტო საშუალების რეგულაციის კლასი AEC-Q100 კლასი 1;
· ონლაინ განახლების (OTA) მხარდაჭერა, ფლეშ დრაივის ორმაგი ბანკის მხარდაჭერა;
· უსაფრთხო გაშვების მხარდასაჭერად საჭიროა SHE/HSM-ის სინათლის დონის და მეტი ინფორმაციის დაშიფვრის ძრავა;
· PIN კოდების რაოდენობა არ უნდა იყოს 100 PIN-ზე ნაკლები;
 
(2) შესრულების მოთხოვნები
IO მხარს უჭერს ფართო ძაბვის კვების წყაროს (5.5v~2.7v), IO პორტი მხარს უჭერს გადაჭარბებულ ძაბვას;
ბევრი შემავალი სიგნალი მერყეობს კვების წყაროს აკუმულატორის ძაბვის მიხედვით და შესაძლოა მოხდეს გადაჭარბებული ძაბვა. გადაჭარბებულმა ძაბვამ შეიძლება გააუმჯობესოს სისტემის სტაბილურობა და საიმედოობა.
მეხსიერების სიცოცხლე:
ავტომობილის სასიცოცხლო ციკლი 10 წელზე მეტია, ამიტომ ავტომობილის მიკროკონტროლერს (MCU) პროგრამისა და მონაცემთა შენახვისთვის უფრო ხანგრძლივი ვადა სჭირდება. პროგრამისა და მონაცემთა შენახვისთვის ცალკე ფიზიკური დანაყოფები უნდა იყოს და პროგრამის შენახვისთვის წაშლა უფრო იშვიათად არის საჭირო, ამიტომ გამძლეობა >10K, ხოლო მონაცემთა შენახვისთვის წაშლა უფრო ხშირად არის საჭირო, ამიტომ წაშლის უფრო მეტი დროა საჭირო. იხილეთ მონაცემთა ფლეშ ინდიკატორი: გამძლეობა >100K, 15 წელი (<1K). 10 წელი (<100K).
საკომუნიკაციო ავტობუსის ინტერფეისი;
ავტომობილზე ავტობუსის კომუნიკაციის დატვირთვა სულ უფრო და უფრო იზრდება, ამიტომ ტრადიციული CAN-CAN აღარ აკმაყოფილებს კომუნიკაციის მოთხოვნას, მაღალსიჩქარიანი CAN-FD ავტობუსის მოთხოვნა სულ უფრო და უფრო იზრდება, CAN-FD-ის მხარდაჭერა თანდათან მიკროკონტროლერის სტანდარტად იქცა.
 
(3) სამრეწველო ნიმუში
ამჟამად, შიდა ჭკვიანი სალონის მიკროკონტროლერების წილი ჯერ კიდევ ძალიან დაბალია და მთავარი მომწოდებლები კვლავ NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip და სხვა საერთაშორისო მიკროკონტროლერების მწარმოებლები არიან. განლაგებაში არაერთი ადგილობრივი მიკროკონტროლერის მწარმოებელია ჩართული, ბაზრის მუშაობა ჯერ კიდევ გასარკვევია.
 
(4) ინდუსტრიული ბარიერები
ინტელექტუალური სალონის ვაგონის რეგულირების დონე და ფუნქციური უსაფრთხოების დონე შედარებით მაღალი არ არის, ძირითადად ნოუ-ჰაუს დაგროვებისა და პროდუქტის უწყვეტი იტერაციისა და გაუმჯობესების საჭიროების გამო. ამავდროულად, რადგან ადგილობრივ ქარხნებში მიკროკონტროლერის წარმოების ბევრი ხაზი არ არის, პროცესი შედარებით ჩამორჩენილია და ეროვნული წარმოების მიწოდების ჯაჭვის მიღწევას გარკვეული დრო სჭირდება, შესაძლოა, უფრო მაღალი ხარჯები იყოს, ხოლო საერთაშორისო მწარმოებლებთან კონკურენციის ზეწოლა უფრო დიდია.
შიდა კონტროლის ჩიპის გამოყენება
ავტომობილის მართვის ჩიპები ძირითადად ავტომობილის მიკროკონტროლერზეა დაფუძნებული, ისეთ წამყვან ადგილობრივ საწარმოებს, როგორიცაა Ziguang Guowei, Huada Semiconductor, Shanghai Xinti, Zhaoyi Innovation, Jiefa Technology, Xinchi Technology, Beijing Junzheng, Shenzhen Xihua, Shanghai Qipuwei, National Technology და ა.შ., ყველას აქვს ავტომობილის მასშტაბის მიკროკონტროლერის პროდუქტის თანმიმდევრობა, რომელიც წარმოადგენს უცხოური გიგანტური პროდუქტების ეტალონს და ამჟამად ARM არქიტექტურაზეა დაფუძნებული. ზოგიერთმა საწარმომ ასევე ჩაატარა RISC-V არქიტექტურის კვლევა და განვითარება.
 
ამჟამად, შიდა სატრანსპორტო საშუალებების მართვის დომენის ჩიპი ძირითადად გამოიყენება საავტომობილო წინა დატვირთვის ბაზარზე და გამოიყენება ავტომობილებზე კორპუსისა და ინფორმაციულ-გასართობი სფეროებში, ხოლო შასის, სიმძლავრის სფეროსა და სხვა სფეროებში მას კვლავ დომინირებენ უცხოური ჩიპების გიგანტები, როგორიცაა stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments და Microchip Semiconductor და მხოლოდ რამდენიმე შიდა საწარმომ განახორციელა მასობრივი წარმოება. ამჟამად, შიდა ჩიპების მწარმოებელი Chipchi გამოუშვებს მაღალი ხარისხის მართვის ჩიპ E3 სერიის პროდუქტებს ARM Cortex-R5F-ზე დაფუძნებულს 2022 წლის აპრილში, ფუნქციური უსაფრთხოების დონით ASIL D-ს, ტემპერატურის დონით, AEC-Q100 Grade 1-ის მხარდაჭერით, CPU სიხშირით 800 MHz-მდე, 6 CPU ბირთვამდე. ეს არის ყველაზე მაღალი ხარისხის პროდუქტი არსებულ მასობრივი წარმოების სატრანსპორტო საშუალებების საზომი მიკროკონტროლერებში, რომელიც ავსებს შიდა მაღალი დონის მაღალი უსაფრთხოების დონის სატრანსპორტო საშუალებების საზომი მიკროკონტროლერების ბაზარზე არსებულ ხარვეზს, მაღალი ეფექტურობითა და მაღალი საიმედოობით, შეიძლება გამოყენებულ იქნას BMS, ADAS, VCU, by-wire შასის, ინსტრუმენტების, HUD-ის, ინტელექტუალური უკანა ხედვის სარკის და სხვა ძირითადი სატრანსპორტო საშუალებების მართვის სფეროებში. 100-ზე მეტმა მომხმარებელმა გამოიყენა E3 პროდუქტის დიზაინისთვის, მათ შორის GAC, Geely და ა.შ.
შიდა კონტროლერის ძირითადი პროდუქტების გამოყენება