નિયંત્રણ વર્ગ ચિપ પરિચય
કંટ્રોલ ચિપ મુખ્યત્વે MCU (માઈક્રોકન્ટ્રોલર યુનિટ) નો સંદર્ભ આપે છે, એટલે કે, માઇક્રોકન્ટ્રોલર, જેને સિંગલ ચિપ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે CPU ફ્રીક્વન્સી અને સ્પષ્ટીકરણોને યોગ્ય રીતે ઘટાડવાનો છે, અને મેમરી, ટાઈમર, A/D કન્વર્ઝન, ઘડિયાળ, I/O પોર્ટ અને સીરીયલ કોમ્યુનિકેશન અને અન્ય કાર્યાત્મક મોડ્યુલો અને ઇન્ટરફેસ એક જ ચિપ પર સંકલિત છે. ટર્મિનલ કંટ્રોલ ફંક્શનને સમજતા, તેમાં ઉચ્ચ પ્રદર્શન, ઓછી પાવર વપરાશ, પ્રોગ્રામેબલ અને ઉચ્ચ સુગમતાના ફાયદા છે.
વાહન ગેજ સ્તરનો MCU ડાયાગ્રામ
ઓટોમોટિવ એ MCU નો ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ એપ્લિકેશન ક્ષેત્ર છે, IC ઇનસાઇટ્સ ડેટા અનુસાર, 2019 માં, ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં વૈશ્વિક MCU એપ્લિકેશનનો હિસ્સો લગભગ 33% હતો. હાઇ-એન્ડ મોડેલોમાં દરેક કાર દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા MCUS ની સંખ્યા 100 ની નજીક છે, ડ્રાઇવિંગ કમ્પ્યુટર, LCD સાધનોથી લઈને એન્જિન, ચેસિસ, કારમાં મોટા અને નાના ઘટકોને MCU નિયંત્રણની જરૂર છે.
શરૂઆતના દિવસોમાં, 8-બીટ અને 16-બીટ MCUS નો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઓટોમોબાઈલમાં થતો હતો, પરંતુ ઓટોમોબાઈલ ઇલેક્ટ્રોનાઇઝેશન અને બુદ્ધિમત્તામાં સતત વધારો થવાથી, જરૂરી MCUS ની સંખ્યા અને ગુણવત્તા પણ વધી રહી છે. હાલમાં, ઓટોમોટિવ MCUS માં 32-બીટ MCUS નું પ્રમાણ લગભગ 60% સુધી પહોંચી ગયું છે, જેમાંથી ARM નું કોર્ટેક્સ શ્રેણી કર્નલ, તેની ઓછી કિંમત અને ઉત્તમ પાવર નિયંત્રણને કારણે, ઓટોમોટિવ MCU ઉત્પાદકોની મુખ્ય પસંદગી છે.
ઓટોમોટિવ MCU ના મુખ્ય પરિમાણોમાં ઓપરેટિંગ વોલ્ટેજ, ઓપરેટિંગ ફ્રીક્વન્સી, ફ્લેશ અને RAM ક્ષમતા, ટાઈમર મોડ્યુલ અને ચેનલ નંબર, ADC મોડ્યુલ અને ચેનલ નંબર, સીરીયલ કોમ્યુનિકેશન ઇન્ટરફેસ પ્રકાર અને નંબર, ઇનપુટ અને આઉટપુટ I/O પોર્ટ નંબર, ઓપરેટિંગ તાપમાન, પેકેજ ફોર્મ અને કાર્યાત્મક સલામતી સ્તરનો સમાવેશ થાય છે.
CPU બિટ્સ દ્વારા વિભાજિત, ઓટોમોટિવ MCUS ને મુખ્યત્વે 8 બિટ્સ, 16 બિટ્સ અને 32 બિટ્સમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. પ્રક્રિયા અપગ્રેડ સાથે, 32-બીટ MCUS ની કિંમતમાં ઘટાડો ચાલુ રહે છે, અને તે હવે મુખ્ય પ્રવાહ બની ગયું છે, અને તે ધીમે ધીમે ભૂતકાળમાં 8/16-બીટ MCUS દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવતી એપ્લિકેશનો અને બજારોને બદલી રહ્યું છે.
જો એપ્લિકેશન ક્ષેત્ર અનુસાર વિભાજિત કરવામાં આવે, તો ઓટોમોટિવ MCU ને બોડી ડોમેન, પાવર ડોમેન, ચેસિસ ડોમેન, કોકપિટ ડોમેન અને ઇન્ટેલિજન્ટ ડ્રાઇવિંગ ડોમેનમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. કોકપિટ ડોમેન અને ઇન્ટેલિજન્ટ ડ્રાઇવ ડોમેન માટે, MCU માં ઉચ્ચ કમ્પ્યુટિંગ પાવર અને હાઇ-સ્પીડ બાહ્ય સંચાર ઇન્ટરફેસ, જેમ કે CAN FD અને ઇથરનેટ હોવા જરૂરી છે. બોડી ડોમેનને પણ મોટી સંખ્યામાં બાહ્ય સંચાર ઇન્ટરફેસની જરૂર હોય છે, પરંતુ MCU ની કમ્પ્યુટિંગ પાવર આવશ્યકતાઓ પ્રમાણમાં ઓછી હોય છે, જ્યારે પાવર ડોમેન અને ચેસિસ ડોમેનને ઉચ્ચ ઓપરેટિંગ તાપમાન અને કાર્યાત્મક સલામતી સ્તરની જરૂર હોય છે.
ચેસિસ ડોમેન કંટ્રોલ ચિપ
ચેસિસ ડોમેન વાહન ડ્રાઇવિંગ સાથે સંબંધિત છે અને તેમાં ટ્રાન્સમિશન સિસ્ટમ, ડ્રાઇવિંગ સિસ્ટમ, સ્ટીયરિંગ સિસ્ટમ અને બ્રેકિંગ સિસ્ટમનો સમાવેશ થાય છે. તે પાંચ સબસિસ્ટમ્સથી બનેલું છે, જેમ કે સ્ટીયરિંગ, બ્રેકિંગ, શિફ્ટિંગ, થ્રોટલ અને સસ્પેન્શન સિસ્ટમ. ઓટોમોબાઈલ ઇન્ટેલિજન્સના વિકાસ સાથે, પર્સેપ્શન રેકગ્નિશન, નિર્ણય આયોજન અને બુદ્ધિશાળી વાહનોનું નિયંત્રણ અમલીકરણ ચેસિસ ડોમેનના મુખ્ય સિસ્ટમ્સ છે. સ્ટીયરિંગ-બાય-વાયર અને ડ્રાઇવ-બાય-વાયર એ ઓટોમેટિક ડ્રાઇવિંગના એક્ઝિક્યુટિવ એન્ડ માટે મુખ્ય ઘટકો છે.
(૧) નોકરીની જરૂરિયાતો
ચેસિસ ડોમેન ECU ઉચ્ચ-પ્રદર્શન, સ્કેલેબલ ફંક્શનલ સેફ્ટી પ્લેટફોર્મનો ઉપયોગ કરે છે અને સેન્સર ક્લસ્ટરિંગ અને મલ્ટી-એક્સિસ ઇનર્શિયલ સેન્સર્સને સપોર્ટ કરે છે. આ એપ્લિકેશન દૃશ્યના આધારે, ચેસિસ ડોમેન MCU માટે નીચેની આવશ્યકતાઓ પ્રસ્તાવિત છે:
· ઉચ્ચ આવર્તન અને ઉચ્ચ કમ્પ્યુટિંગ પાવર આવશ્યકતાઓ, મુખ્ય આવર્તન 200MHz કરતા ઓછી ન હોય અને કમ્પ્યુટિંગ પાવર 300DMIPS કરતા ઓછી ન હોય.
· ફ્લેશ સ્ટોરેજ સ્પેસ 2MB કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ, કોડ ફ્લેશ અને ડેટા ફ્લેશ ફિઝિકલ પાર્ટીશન સાથે;
· રેમ 512KB કરતા ઓછી ન હોય;
· ઉચ્ચ કાર્યાત્મક સલામતી સ્તરની આવશ્યકતાઓ, ASIL-D સ્તર સુધી પહોંચી શકે છે;
· ૧૨-બીટ ચોકસાઇ ADC ને સપોર્ટ કરો;
· 32-બીટ ઉચ્ચ ચોકસાઇ, ઉચ્ચ સિંક્રનાઇઝેશન ટાઈમરને સપોર્ટ કરો;
· મલ્ટી-ચેનલ CAN-FD ને સપોર્ટ કરો;
· ૧૦૦M ઇથરનેટ કરતાં ઓછું નહીં સપોર્ટ;
· વિશ્વસનીયતા AEC-Q100 ગ્રેડ1 કરતા ઓછી નહીં;
· ઓનલાઈન અપગ્રેડ (OTA) ને સપોર્ટ કરો;
· ફર્મવેર વેરિફિકેશન ફંક્શન (રાષ્ટ્રીય ગુપ્ત અલ્ગોરિધમ) ને સપોર્ટ કરો;
(2) કામગીરીની જરૂરિયાતો
· કર્નલ ભાગ:
I. કોર ફ્રીક્વન્સી: એટલે કે, કર્નલ કામ કરતી વખતે ઘડિયાળની ફ્રીક્વન્સી, જેનો ઉપયોગ કર્નલ ડિજિટલ પલ્સ સિગ્નલ ઓસિલેશનની ગતિને દર્શાવવા માટે થાય છે, અને મુખ્ય ફ્રીક્વન્સી કર્નલની ગણતરી ગતિને સીધી રીતે રજૂ કરી શકતી નથી. કર્નલ ઓપરેશન સ્પીડ કર્નલ પાઇપલાઇન, કેશ, સૂચના સેટ વગેરે સાથે પણ સંબંધિત છે.
II. કમ્પ્યુટિંગ પાવર: DMIPS નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે મૂલ્યાંકન માટે થઈ શકે છે. DMIPS એ એક એકમ છે જે MCU ઇન્ટિગ્રેટેડ બેન્ચમાર્ક પ્રોગ્રામનું પરીક્ષણ કરવામાં આવે ત્યારે તેના સંબંધિત પ્રદર્શનને માપે છે.
· મેમરી પરિમાણો:
I. કોડ મેમરી: કોડ સ્ટોર કરવા માટે વપરાતી મેમરી;
II. ડેટા મેમરી: ડેટા સ્ટોર કરવા માટે વપરાતી મેમરી;
III.RAM: કામચલાઉ ડેટા અને કોડ સ્ટોર કરવા માટે વપરાતી મેમરી.
· કોમ્યુનિકેશન બસ: ઓટોમોબાઈલ સ્પેશિયલ બસ અને પરંપરાગત કોમ્યુનિકેશન બસ સહિત;
· ઉચ્ચ-ચોકસાઇવાળા પેરિફેરલ્સ;
· સંચાલન તાપમાન;
(3) ઔદ્યોગિક પેટર્ન
વિવિધ ઓટોમેકર્સ દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા ઇલેક્ટ્રિકલ અને ઇલેક્ટ્રોનિક આર્કિટેક્ચર બદલાતા હોવાથી, ચેસિસ ડોમેન માટે ઘટકોની જરૂરિયાતો બદલાશે. એક જ કાર ફેક્ટરીના વિવિધ મોડેલોના વિવિધ રૂપરેખાંકનને કારણે, ચેસિસ વિસ્તારની ECU પસંદગી અલગ હશે. આ ભેદોને કારણે ચેસિસ ડોમેન માટે વિવિધ MCU આવશ્યકતાઓ પરિણમશે. ઉદાહરણ તરીકે, હોન્ડા એકોર્ડ ત્રણ ચેસિસ ડોમેન MCU ચિપ્સનો ઉપયોગ કરે છે, અને Audi Q7 લગભગ 11 ચેસિસ ડોમેન MCU ચિપ્સનો ઉપયોગ કરે છે. 2021 માં, ચાઇનીઝ બ્રાન્ડ પેસેન્જર કારનું ઉત્પાદન લગભગ 10 મિલિયન છે, જેમાંથી સાયકલ ચેસિસ ડોમેન MCUS ની સરેરાશ માંગ 5 છે, અને કુલ બજાર લગભગ 50 મિલિયન સુધી પહોંચી ગયું છે. ચેસિસ ડોમેનમાં MCUS ના મુખ્ય સપ્લાયર્સ Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI અને ST છે. આ પાંચ આંતરરાષ્ટ્રીય સેમિકન્ડક્ટર વિક્રેતાઓ ચેસિસ ડોમેન MCUS માટે બજારના 99% થી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે.
(૪) ઉદ્યોગ અવરોધો
મુખ્ય ટેકનિકલ દૃષ્ટિકોણથી, ચેસિસ ડોમેનના ઘટકો જેમ કે EPS, EPB, ESC ડ્રાઇવરની જીવન સલામતી સાથે ગાઢ રીતે સંબંધિત છે, તેથી ચેસિસ ડોમેન MCU નું કાર્યાત્મક સલામતી સ્તર ખૂબ ઊંચું છે, મૂળભૂત રીતે ASIL-D સ્તરની આવશ્યકતાઓ. ચીનમાં MCU નું આ કાર્યાત્મક સલામતી સ્તર ખાલી છે. કાર્યાત્મક સલામતી સ્તર ઉપરાંત, ચેસિસ ઘટકોના એપ્લિકેશન દૃશ્યોમાં MCU આવર્તન, કમ્પ્યુટિંગ પાવર, મેમરી ક્ષમતા, પેરિફેરલ પ્રદર્શન, પેરિફેરલ ચોકસાઈ અને અન્ય પાસાઓ માટે ખૂબ જ ઊંચી આવશ્યકતાઓ છે. ચેસિસ ડોમેન MCU એ ખૂબ જ ઉચ્ચ ઉદ્યોગ અવરોધ બનાવ્યો છે, જેને સ્થાનિક MCU ઉત્પાદકોને પડકારવા અને તોડવાની જરૂર છે.
સપ્લાય ચેઇનના સંદર્ભમાં, ચેસિસ ડોમેન ઘટકોની નિયંત્રણ ચિપ માટે ઉચ્ચ આવર્તન અને ઉચ્ચ કમ્પ્યુટિંગ પાવરની જરૂરિયાતોને કારણે, વેફર ઉત્પાદનની પ્રક્રિયા અને પ્રક્રિયા માટે પ્રમાણમાં ઊંચી જરૂરિયાતો આગળ મૂકવામાં આવે છે. હાલમાં, એવું લાગે છે કે 200MHz થી ઉપરની MCU આવર્તન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવા માટે ઓછામાં ઓછી 55nm પ્રક્રિયા જરૂરી છે. આ સંદર્ભમાં, સ્થાનિક MCU ઉત્પાદન લાઇન પૂર્ણ નથી અને મોટા પાયે ઉત્પાદન સ્તર સુધી પહોંચી નથી. આંતરરાષ્ટ્રીય સેમિકન્ડક્ટર ઉત્પાદકોએ મૂળભૂત રીતે IDM મોડેલ અપનાવ્યું છે, વેફર ફાઉન્ડ્રીના સંદર્ભમાં, હાલમાં ફક્ત TSMC, UMC અને GF પાસે અનુરૂપ ક્ષમતાઓ છે. સ્થાનિક ચિપ ઉત્પાદકો બધી ફેબલેસ કંપનીઓ છે, અને વેફર ઉત્પાદન અને ક્ષમતા ખાતરીમાં પડકારો અને ચોક્કસ જોખમો છે.
ઓટોનોમસ ડ્રાઇવિંગ જેવા મુખ્ય કમ્પ્યુટિંગ દૃશ્યોમાં, પરંપરાગત સામાન્ય હેતુવાળા CPUs તેમની ઓછી કમ્પ્યુટિંગ કાર્યક્ષમતાને કારણે AI કમ્પ્યુટિંગ આવશ્યકતાઓને અનુકૂલન કરવું મુશ્કેલ છે, અને Gpus, FPgas અને ASics જેવી AI ચિપ્સ તેમની પોતાની લાક્ષણિકતાઓ સાથે એજ અને ક્લાઉડ પર ઉત્તમ પ્રદર્શન ધરાવે છે અને તેનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ટેકનોલોજી વલણોના દ્રષ્ટિકોણથી, GPU ટૂંકા ગાળામાં હજુ પણ પ્રબળ AI ચિપ રહેશે, અને લાંબા ગાળે, ASIC અંતિમ દિશા છે. બજાર વલણોના દ્રષ્ટિકોણથી, AI ચિપ્સની વૈશ્વિક માંગ ઝડપી વૃદ્ધિ ગતિ જાળવી રાખશે, અને ક્લાઉડ અને એજ ચિપ્સમાં વધુ વૃદ્ધિની સંભાવના છે, અને આગામી પાંચ વર્ષમાં બજાર વૃદ્ધિ દર 50% ની નજીક રહેવાની અપેક્ષા છે. સ્થાનિક ચિપ ટેકનોલોજીનો પાયો નબળો હોવા છતાં, AI એપ્લિકેશનોના ઝડપી ઉતરાણ સાથે, AI ચિપ માંગનું ઝડપી વોલ્યુમ સ્થાનિક ચિપ સાહસોની ટેકનોલોજી અને ક્ષમતા વૃદ્ધિ માટે તકો બનાવે છે. ઓટોનોમસ ડ્રાઇવિંગમાં કમ્પ્યુટિંગ પાવર, વિલંબ અને વિશ્વસનીયતા પર કડક આવશ્યકતાઓ છે. હાલમાં, GPU+FPGA સોલ્યુશન્સનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે. અલ્ગોરિધમ્સ અને ડેટા-આધારિત સ્થિરતા સાથે, ASics બજારમાં સ્થાન મેળવશે તેવી અપેક્ષા છે.
શાખા આગાહી અને ઑપ્ટિમાઇઝેશન માટે CPU ચિપ પર ઘણી જગ્યાની જરૂર પડે છે, જે ટાસ્ક સ્વિચિંગની લેટન્સી ઘટાડવા માટે વિવિધ સ્થિતિઓને બચાવે છે. આ તેને લોજિક કંટ્રોલ, સીરીયલ ઓપરેશન અને સામાન્ય પ્રકારના ડેટા ઓપરેશન માટે પણ વધુ યોગ્ય બનાવે છે. GPU અને CPU ને ઉદાહરણ તરીકે લો, CPU ની તુલનામાં, GPU મોટી સંખ્યામાં કમ્પ્યુટિંગ યુનિટ અને લાંબી પાઇપલાઇનનો ઉપયોગ કરે છે, ફક્ત ખૂબ જ સરળ નિયંત્રણ લોજિક અને કેશને દૂર કરે છે. CPU માત્ર કેશ દ્વારા ઘણી જગ્યા રોકે છે, પરંતુ તેમાં જટિલ નિયંત્રણ લોજિક અને ઘણા ઑપ્ટિમાઇઝેશન સર્કિટ પણ છે, કમ્પ્યુટિંગ પાવરની તુલનામાં તે માત્ર એક નાનો ભાગ છે.
પાવર ડોમેન કંટ્રોલ ચિપ
પાવર ડોમેન કંટ્રોલર એક બુદ્ધિશાળી પાવરટ્રેન મેનેજમેન્ટ યુનિટ છે. CAN/FLEXRAY સાથે ટ્રાન્સમિશન મેનેજમેન્ટ, બેટરી મેનેજમેન્ટ, મોનિટરિંગ અલ્ટરનેટર રેગ્યુલેશન પ્રાપ્ત કરવા માટે, મુખ્યત્વે પાવરટ્રેન ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને નિયંત્રણ માટે વપરાય છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્ટેલિજન્ટ ફોલ્ટ ડાયગ્નોસિસ બુદ્ધિશાળી પાવર સેવિંગ, બસ કોમ્યુનિકેશન અને અન્ય કાર્યો બંને માટે વપરાય છે.
(૧) નોકરીની જરૂરિયાતો
પાવર ડોમેન કંટ્રોલ MCU નીચેની આવશ્યકતાઓ સાથે BMS જેવા પાવરમાં મુખ્ય એપ્લિકેશનોને સમર્થન આપી શકે છે:
· ઉચ્ચ મુખ્ય આવર્તન, મુખ્ય આવર્તન 600MHz~800MHz
· રેમ 4MB
· ઉચ્ચ કાર્યાત્મક સલામતી સ્તરની આવશ્યકતાઓ, ASIL-D સ્તર સુધી પહોંચી શકે છે;
· મલ્ટી-ચેનલ CAN-FD ને સપોર્ટ કરો;
· 2G ઇથરનેટને સપોર્ટ કરો;
· વિશ્વસનીયતા AEC-Q100 ગ્રેડ1 કરતા ઓછી નહીં;
· ફર્મવેર વેરિફિકેશન ફંક્શન (રાષ્ટ્રીય ગુપ્ત અલ્ગોરિધમ) ને સપોર્ટ કરો;
(2) કામગીરીની જરૂરિયાતો
ઉચ્ચ પ્રદર્શન: આ ઉત્પાદન ઓટોમોટિવ એપ્લિકેશન્સની વધતી જતી કમ્પ્યુટિંગ પાવર અને મેમરી આવશ્યકતાઓને ટેકો આપવા માટે ARM Cortex R5 ડ્યુઅલ-કોર લોક-સ્ટેપ CPU અને 4MB ઓન-ચિપ SRAM ને એકીકૃત કરે છે. 800MHz સુધી ARM Cortex-R5F CPU. ઉચ્ચ સલામતી: વાહન સ્પષ્ટીકરણ વિશ્વસનીયતા ધોરણ AEC-Q100 ગ્રેડ 1 સુધી પહોંચે છે, અને ISO26262 કાર્યાત્મક સલામતી સ્તર ASIL D સુધી પહોંચે છે. ડ્યુઅલ-કોર લોક સ્ટેપ CPU 99% સુધી ડાયગ્નોસ્ટિક કવરેજ પ્રાપ્ત કરી શકે છે. બિલ્ટ-ઇન માહિતી સુરક્ષા મોડ્યુલ સાચા રેન્ડમ નંબર જનરેટર, AES, RSA, ECC, SHA અને હાર્ડવેર એક્સિલરેટર્સને એકીકૃત કરે છે જે રાજ્ય અને વ્યવસાય સુરક્ષાના સંબંધિત ધોરણોનું પાલન કરે છે. આ માહિતી સુરક્ષા કાર્યોનું એકીકરણ સુરક્ષિત સ્ટાર્ટઅપ, સુરક્ષિત સંચાર, સુરક્ષિત ફર્મવેર અપડેટ અને અપગ્રેડ જેવી એપ્લિકેશનોની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરી શકે છે.
બોડી એરિયા કંટ્રોલ ચિપ
બોડી એરિયા મુખ્યત્વે શરીરના વિવિધ કાર્યોના નિયંત્રણ માટે જવાબદાર છે. વાહનના વિકાસ સાથે, બોડી એરિયા કંટ્રોલર પણ વધુને વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે, કંટ્રોલરની કિંમત ઘટાડવા, વાહનનું વજન ઘટાડવા માટે, ઇન્ટિગ્રેશન માટે આગળના ભાગથી, કારના મધ્ય ભાગથી અને કારના પાછળના ભાગ સુધીના તમામ કાર્યાત્મક ઉપકરણો, જેમ કે પાછળની બ્રેક લાઇટ, પાછળની પોઝિશન લાઇટ, પાછળના દરવાજાનું લોક અને ડબલ સ્ટે રોડ યુનિફાઇડ ઇન્ટિગ્રેશનને કુલ કંટ્રોલરમાં મૂકવાની જરૂર છે.
બોડી એરિયા કંટ્રોલર સામાન્ય રીતે BCM, PEPS, TPMS, ગેટવે અને અન્ય કાર્યોને એકીકૃત કરે છે, પરંતુ તે સીટ એડજસ્ટમેન્ટ, રીઅરવ્યુ મિરર કંટ્રોલ, એર કન્ડીશનીંગ કંટ્રોલ અને અન્ય કાર્યો, દરેક એક્ટ્યુએટરનું વ્યાપક અને એકીકૃત સંચાલન, સિસ્ટમ સંસાધનોનું વાજબી અને અસરકારક ફાળવણી પણ વિસ્તૃત કરી શકે છે. નીચે બતાવ્યા પ્રમાણે, બોડી એરિયા કંટ્રોલરના કાર્યો અસંખ્ય છે, પરંતુ અહીં સૂચિબદ્ધ કાર્યો સુધી મર્યાદિત નથી.
(૧) નોકરીની જરૂરિયાતો
MCU કંટ્રોલ ચિપ્સ માટે ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સની મુખ્ય માંગણીઓ વધુ સારી સ્થિરતા, વિશ્વસનીયતા, સુરક્ષા, રીઅલ-ટાઇમ અને અન્ય તકનીકી લાક્ષણિકતાઓ, તેમજ ઉચ્ચ કમ્પ્યુટિંગ કામગીરી અને સંગ્રહ ક્ષમતા અને ઓછી પાવર વપરાશ સૂચકાંક આવશ્યકતાઓ છે. બોડી એરિયા કંટ્રોલર ધીમે ધીમે વિકેન્દ્રિત કાર્યાત્મક જમાવટથી મોટા કંટ્રોલરમાં સંક્રમિત થયું છે જે બોડી ઇલેક્ટ્રોનિક્સના તમામ મૂળભૂત ડ્રાઇવ્સ, કી ફંક્શન્સ, લાઇટ્સ, દરવાજા, વિન્ડોઝ વગેરેને એકીકૃત કરે છે. બોડી એરિયા કંટ્રોલ સિસ્ટમ ડિઝાઇન લાઇટિંગ, વાઇપર વોશિંગ, સેન્ટ્રલ કંટ્રોલ ડોર લોક, વિન્ડોઝ અને અન્ય કંટ્રોલ્સ, PEPS ઇન્ટેલિજન્ટ કી, પાવર મેનેજમેન્ટ વગેરેને એકીકૃત કરે છે. તેમજ ગેટવે CAN, એક્સટેન્સિબલ CANFD અને FLEXRAY, LIN નેટવર્ક, ઇથરનેટ ઇન્ટરફેસ અને મોડ્યુલ ડેવલપમેન્ટ અને ડિઝાઇન ટેકનોલોજી.
સામાન્ય રીતે, બોડી એરિયામાં MCU મુખ્ય કંટ્રોલ ચિપ માટે ઉપરોક્ત નિયંત્રણ કાર્યોની કાર્ય જરૂરિયાતો મુખ્યત્વે કમ્પ્યુટિંગ અને પ્રોસેસિંગ કામગીરી, કાર્યાત્મક એકીકરણ, સંચાર ઇન્ટરફેસ અને વિશ્વસનીયતાના પાસાઓમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે. ચોક્કસ આવશ્યકતાઓના સંદર્ભમાં, બોડી એરિયામાં વિવિધ કાર્યાત્મક એપ્લિકેશન દૃશ્યોમાં કાર્યાત્મક તફાવતોને કારણે, જેમ કે પાવર વિન્ડોઝ, ઓટોમેટિક સીટ્સ, ઇલેક્ટ્રિક ટેલગેટ અને અન્ય બોડી એપ્લિકેશન્સ, હજુ પણ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા મોટર નિયંત્રણ જરૂરિયાતો છે, આવા બોડી એપ્લિકેશન્સ માટે MCU ને FOC ઇલેક્ટ્રોનિક નિયંત્રણ અલ્ગોરિધમ અને અન્ય કાર્યોને એકીકૃત કરવાની જરૂર પડે છે. વધુમાં, બોડી એરિયામાં વિવિધ એપ્લિકેશન દૃશ્યોમાં ચિપના ઇન્ટરફેસ ગોઠવણી માટે અલગ અલગ આવશ્યકતાઓ હોય છે. તેથી, સામાન્ય રીતે ચોક્કસ એપ્લિકેશન દૃશ્યની કાર્યાત્મક અને પ્રદર્શન આવશ્યકતાઓ અનુસાર બોડી એરિયા MCU પસંદ કરવું જરૂરી છે, અને તેના આધારે, ઉત્પાદન કિંમત પ્રદર્શન, પુરવઠા ક્ષમતા અને તકનીકી સેવા અને અન્ય પરિબળોને વ્યાપકપણે માપવા.
(2) કામગીરીની જરૂરિયાતો
બોડી એરિયા કંટ્રોલ MCU ચિપના મુખ્ય સંદર્ભ સૂચકાંકો નીચે મુજબ છે:
કામગીરી: ARM Cortex-M4F@ 144MHz, 180DMIPS, બિલ્ટ-ઇન 8KB સૂચના કેશ કેશ, ફ્લેશ પ્રવેગક એકમ એક્ઝેક્યુશન પ્રોગ્રામને સપોર્ટ કરે છે 0 રાહ જુઓ.
મોટી ક્ષમતાવાળી એન્ક્રિપ્ટેડ મેમરી: 512K બાઇટ્સ સુધીની eFlash, એન્ક્રિપ્ટેડ સ્ટોરેજ, પાર્ટીશન મેનેજમેન્ટ અને ડેટા પ્રોટેક્શનને સપોર્ટ કરે છે, ECC વેરિફિકેશનને સપોર્ટ કરે છે, 100,000 ઇરેઝ ટાઇમ્સ, 10 વર્ષનો ડેટા રીટેન્શન; 144K બાઇટ્સ SRAM, હાર્ડવેર પેરિટીને સપોર્ટ કરે છે.
સંકલિત સમૃદ્ધ સંચાર ઇન્ટરફેસ: મલ્ટી-ચેનલ GPIO, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP અને અન્ય ઇન્ટરફેસને સપોર્ટ કરે છે.
ઇન્ટિગ્રેટેડ હાઇ-પર્ફોર્મન્સ સિમ્યુલેટર: 12bit 5Msps હાઇ-સ્પીડ ADC, રેલ-ટુ-રેલ સ્વતંત્ર ઓપરેશનલ એમ્પ્લીફાયર, હાઇ-સ્પીડ એનાલોગ કમ્પેરેટર, 12bit 1Msps DAC ને સપોર્ટ કરે છે; બાહ્ય ઇનપુટ સ્વતંત્ર સંદર્ભ વોલ્ટેજ સ્ત્રોત, મલ્ટી-ચેનલ કેપેસિટીવ ટચ કીને સપોર્ટ કરે છે; હાઇ સ્પીડ DMA કંટ્રોલર.
આંતરિક આરસી અથવા બાહ્ય ક્રિસ્ટલ ઘડિયાળ ઇનપુટ, ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા રીસેટને સપોર્ટ કરો.
બિલ્ટ-ઇન કેલિબ્રેશન RTC રીઅલ-ટાઇમ ઘડિયાળ, લીપ યર પર્પેચ્યુઅલ કેલેન્ડર, એલાર્મ ઇવેન્ટ્સ, સમયાંતરે જાગવા માટે સપોર્ટ.
ઉચ્ચ ચોકસાઇવાળા સમય કાઉન્ટરને સપોર્ટ કરો.
હાર્ડવેર-સ્તરની સુરક્ષા સુવિધાઓ: એન્ક્રિપ્શન અલ્ગોરિધમ હાર્ડવેર એક્સિલરેશન એન્જિન, AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5 અલ્ગોરિધમ્સને સપોર્ટ કરે છે; ફ્લેશ સ્ટોરેજ એન્ક્રિપ્શન, મલ્ટી-યુઝર પાર્ટીશન મેનેજમેન્ટ (MMU), TRNG ટ્રુ રેન્ડમ નંબર જનરેટર, CRC16/32 ઓપરેશન; રાઇટ પ્રોટેક્શન (WRP), મલ્ટીપલ રીડ પ્રોટેક્શન (RDP) લેવલ (L0/L1/L2) ને સપોર્ટ કરે છે; સિક્યુરિટી સ્ટાર્ટઅપ, પ્રોગ્રામ એન્ક્રિપ્શન ડાઉનલોડ, સિક્યુરિટી અપડેટને સપોર્ટ કરે છે.
ઘડિયાળ નિષ્ફળતા દેખરેખ અને ડિમોલિશન વિરોધી દેખરેખને સપોર્ટ કરો.
૯૬-બીટ UID અને ૧૨૮-બીટ UCID.
અત્યંત વિશ્વસનીય કાર્યકારી વાતાવરણ: 1.8V ~ 3.6V/-40℃ ~ 105℃.
(3) ઔદ્યોગિક પેટર્ન
બોડી એરિયા ઇલેક્ટ્રોનિક સિસ્ટમ વિદેશી અને સ્થાનિક બંને સાહસો માટે વિકાસના પ્રારંભિક તબક્કામાં છે. BCM, PEPS, દરવાજા અને બારીઓ, સીટ કંટ્રોલર અને અન્ય સિંગલ-ફંક્શન ઉત્પાદનો જેવા વિદેશી સાહસો પાસે ઊંડો ટેકનિકલ સંચય છે, જ્યારે મુખ્ય વિદેશી કંપનીઓ પાસે પ્રોડક્ટ લાઇનનો વ્યાપક કવરેજ છે, જે તેમના માટે સિસ્ટમ ઇન્ટિગ્રેશન ઉત્પાદનો બનાવવા માટે પાયો નાખે છે. નવી ઉર્જા વાહન બોડીના ઉપયોગ માટે સ્થાનિક સાહસોને ચોક્કસ ફાયદા છે. BYD ને ઉદાહરણ તરીકે લો, BYD ના નવા ઉર્જા વાહનમાં, બોડી એરિયાને ડાબા અને જમણા વિસ્તારોમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે, અને સિસ્ટમ ઇન્ટિગ્રેશનના ઉત્પાદનને ફરીથી ગોઠવવામાં આવે છે અને વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. જો કે, બોડી એરિયા કંટ્રોલ ચિપ્સના સંદર્ભમાં, MCU ના મુખ્ય સપ્લાયર હજુ પણ Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST અને અન્ય આંતરરાષ્ટ્રીય ચિપ ઉત્પાદકો છે, અને સ્થાનિક ચિપ ઉત્પાદકો હાલમાં ઓછો બજાર હિસ્સો ધરાવે છે.
(૪) ઉદ્યોગ અવરોધો
સંદેશાવ્યવહારના દ્રષ્ટિકોણથી, પરંપરાગત સ્થાપત્ય-હાઇબ્રિડ સ્થાપત્ય-અંતિમ વાહન કમ્પ્યુટર પ્લેટફોર્મની ઉત્ક્રાંતિ પ્રક્રિયા છે. સંદેશાવ્યવહાર ગતિમાં ફેરફાર, તેમજ ઉચ્ચ કાર્યાત્મક સલામતી સાથે મૂળભૂત કમ્પ્યુટિંગ શક્તિના ભાવમાં ઘટાડો એ ચાવી છે, અને ભવિષ્યમાં મૂળભૂત નિયંત્રકના ઇલેક્ટ્રોનિક સ્તરે વિવિધ કાર્યોની સુસંગતતાને ધીમે ધીમે સાકાર કરવી શક્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે, બોડી એરિયા કંટ્રોલર પરંપરાગત BCM, PEPS અને રિપલ એન્ટી-પિંચ ફંક્શન્સને એકીકૃત કરી શકે છે. પ્રમાણમાં કહીએ તો, બોડી એરિયા કંટ્રોલ ચિપના ટેકનિકલ અવરોધો પાવર એરિયા, કોકપીટ એરિયા, વગેરે કરતા ઓછા છે, અને સ્થાનિક ચિપ્સ બોડી એરિયામાં એક મહાન સફળતા મેળવવામાં અને ધીમે ધીમે સ્થાનિક અવેજી સાકાર કરવામાં આગેવાની લેશે તેવી અપેક્ષા છે. તાજેતરના વર્ષોમાં, બોડી એરિયાના આગળ અને પાછળના માઉન્ટિંગ માર્કેટમાં સ્થાનિક MCU માં વિકાસની ખૂબ જ સારી ગતિ રહી છે.
કોકપિટ કંટ્રોલ ચિપ
ઇલેક્ટ્રિફિકેશન, ઇન્ટેલિજન્સ અને નેટવર્કિંગે ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક અને ઇલેક્ટ્રિકલ આર્કિટેક્ચરના વિકાસને વેગ આપ્યો છે અને કોકપીટ વાહન ઑડિઓ અને વિડિયો મનોરંજન સિસ્ટમથી લઈને બુદ્ધિશાળી કોકપીટ સુધી ઝડપથી વિકાસ કરી રહી છે. કોકપીટમાં માનવ-કમ્પ્યુટર ઇન્ટરેક્શન ઇન્ટરફેસ રજૂ કરવામાં આવ્યું છે, પરંતુ તે અગાઉની ઇન્ફોટેનમેન્ટ સિસ્ટમ હોય કે વર્તમાન બુદ્ધિશાળી કોકપીટ, કમ્પ્યુટિંગ સ્પીડ સાથે શક્તિશાળી SOC હોવા ઉપરાંત, તેને વાહન સાથે ડેટા ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો સામનો કરવા માટે હાઇ-રીઅલ-ટાઇમ MCU ની પણ જરૂર છે. બુદ્ધિશાળી કોકપીટમાં સોફ્ટવેર-વ્યાખ્યાયિત વાહનો, OTA અને ઓટોસરનું ધીમે ધીમે લોકપ્રિય થવાથી કોકપીટમાં MCU સંસાધનોની જરૂરિયાતો વધુને વધુ વધી રહી છે. ખાસ કરીને FLASH અને RAM ક્ષમતાની વધતી માંગમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે, PIN કાઉન્ટની માંગ પણ વધી રહી છે, વધુ જટિલ કાર્યો માટે મજબૂત પ્રોગ્રામ એક્ઝિક્યુશન ક્ષમતાઓની જરૂર હોય છે, પરંતુ તેમાં સમૃદ્ધ બસ ઇન્ટરફેસ પણ હોય છે.
(૧) નોકરીની જરૂરિયાતો
કેબિન વિસ્તારમાં MCU મુખ્યત્વે સિસ્ટમ પાવર મેનેજમેન્ટ, પાવર-ઓન ટાઇમિંગ મેનેજમેન્ટ, નેટવર્ક મેનેજમેન્ટ, ડાયગ્નોસિસ, વાહન ડેટા ઇન્ટરેક્શન, કી, બેકલાઇટ મેનેજમેન્ટ, ઓડિયો DSP/FM મોડ્યુલ મેનેજમેન્ટ, સિસ્ટમ ટાઇમ મેનેજમેન્ટ અને અન્ય કાર્યો કરે છે.
MCU સંસાધન આવશ્યકતાઓ:
· મુખ્ય આવર્તન અને કમ્પ્યુટિંગ પાવરની ચોક્કસ આવશ્યકતાઓ હોય છે, મુખ્ય આવર્તન 100MHz કરતા ઓછી ન હોય અને કમ્પ્યુટિંગ પાવર 200DMIPS કરતા ઓછી ન હોય;
· ફ્લેશ સ્ટોરેજ સ્પેસ 1MB કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ, કોડ ફ્લેશ અને ડેટા ફ્લેશ ફિઝિકલ પાર્ટીશન સાથે;
· રેમ ૧૨૮ કેબીથી ઓછી ન હોવી જોઈએ;
· ઉચ્ચ કાર્યાત્મક સલામતી સ્તરની આવશ્યકતાઓ, ASIL-B સ્તર સુધી પહોંચી શકે છે;
· મલ્ટી-ચેનલ ADC ને સપોર્ટ કરો;
· મલ્ટી-ચેનલ CAN-FD ને સપોર્ટ કરો;
· વાહન નિયમન ગ્રેડ AEC-Q100 ગ્રેડ1;
· ઓનલાઈન અપગ્રેડ (OTA), ફ્લેશ સપોર્ટ ડ્યુઅલ બેંક;
· સલામત સ્ટાર્ટઅપને ટેકો આપવા માટે SHE/HSM-લાઇટ લેવલ અને તેનાથી ઉપરના ઇન્ફોર્મેશન એન્ક્રિપ્શન એન્જિનની જરૂર છે;
· પિન કાઉન્ટ 100PIN કરતા ઓછો ન હોવો જોઈએ;
(2) કામગીરીની જરૂરિયાતો
IO વાઈડ વોલ્ટેજ પાવર સપ્લાય (5.5v~2.7v) ને સપોર્ટ કરે છે, IO પોર્ટ ઓવરવોલ્ટેજ ઉપયોગને સપોર્ટ કરે છે;
ઘણા સિગ્નલ ઇનપુટ્સ પાવર સપ્લાય બેટરીના વોલ્ટેજ અનુસાર વધઘટ થાય છે, અને ઓવરવોલ્ટેજ થઈ શકે છે. ઓવરવોલ્ટેજ સિસ્ટમ સ્થિરતા અને વિશ્વસનીયતામાં સુધારો કરી શકે છે.
સ્મૃતિ જીવન:
કારનું જીવન ચક્ર 10 વર્ષથી વધુ છે, તેથી કાર MCU પ્રોગ્રામ સ્ટોરેજ અને ડેટા સ્ટોરેજનું આયુષ્ય લાંબું હોવું જરૂરી છે. પ્રોગ્રામ સ્ટોરેજ અને ડેટા સ્ટોરેજમાં અલગ ભૌતિક પાર્ટીશનો હોવા જરૂરી છે, અને પ્રોગ્રામ સ્ટોરેજને ઓછી વાર ભૂંસી નાખવાની જરૂર છે, તેથી Endurance>10K, જ્યારે ડેટા સ્ટોરેજને વધુ વાર ભૂંસી નાખવાની જરૂર છે, તેથી તેને ભૂંસી નાખવાની સંખ્યા વધુ હોવી જરૂરી છે. ડેટા ફ્લેશ સૂચક Endurance>100K, 15 વર્ષ (<1K) નો સંદર્ભ લો. 10 વર્ષ (<100K).
કોમ્યુનિકેશન બસ ઇન્ટરફેસ;
વાહન પર બસ સંદેશાવ્યવહારનો ભાર વધુ ને વધુ વધી રહ્યો છે, તેથી પરંપરાગત CAN CAN હવે સંદેશાવ્યવહારની માંગને પૂર્ણ કરી શકતું નથી, હાઇ-સ્પીડ CAN-FD બસની માંગ વધુ ને વધુ વધી રહી છે, CAN-FD ને ટેકો આપવો ધીમે ધીમે MCU ધોરણ બની ગયું છે.
(3) ઔદ્યોગિક પેટર્ન
હાલમાં, સ્થાનિક સ્માર્ટ કેબિન MCU નું પ્રમાણ હજુ પણ ખૂબ ઓછું છે, અને મુખ્ય સપ્લાયર્સ હજુ પણ NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip અને અન્ય આંતરરાષ્ટ્રીય MCU ઉત્પાદકો છે. ઘણા સ્થાનિક MCU ઉત્પાદકો લેઆઉટમાં રહ્યા છે, બજારનું પ્રદર્શન જોવાનું બાકી છે.
(૪) ઉદ્યોગ અવરોધો
બુદ્ધિશાળી કેબિન કાર નિયમન સ્તર અને કાર્યાત્મક સલામતી સ્તર પ્રમાણમાં ખૂબ ઊંચું નથી, મુખ્યત્વે જ્ઞાનના સંચય અને સતત ઉત્પાદન પુનરાવર્તન અને સુધારણાની જરૂરિયાતને કારણે. તે જ સમયે, સ્થાનિક ફેક્ટરીઓમાં ઘણી બધી MCU ઉત્પાદન લાઇન ન હોવાથી, પ્રક્રિયા પ્રમાણમાં પછાત છે, અને રાષ્ટ્રીય ઉત્પાદન પુરવઠા શૃંખલા પ્રાપ્ત કરવામાં થોડો સમય લાગે છે, અને ખર્ચ વધુ હોઈ શકે છે, અને આંતરરાષ્ટ્રીય ઉત્પાદકો સાથે સ્પર્ધાનું દબાણ વધારે છે.
ઘરેલું નિયંત્રણ ચિપનો ઉપયોગ
કાર કંટ્રોલ ચિપ્સ મુખ્યત્વે કાર MCU પર આધારિત છે, ઝિગુઆંગ ગુઓવેઇ, હુઆડા સેમિકન્ડક્ટર, શાંઘાઈ ઝિન્ટી, ઝાઓયી ઇનોવેશન, જિફા ટેકનોલોજી, ઝિંચી ટેકનોલોજી, બેઇજિંગ જુનઝેંગ, શેનઝેન ઝિહુઆ, શાંઘાઈ કિપુવેઇ, નેશનલ ટેકનોલોજી, વગેરે જેવા સ્થાનિક અગ્રણી સાહસો, બધામાં કાર-સ્કેલ MCU પ્રોડક્ટ સિક્વન્સ, બેન્ચમાર્ક વિદેશી જાયન્ટ પ્રોડક્ટ્સ છે, જે હાલમાં ARM આર્કિટેક્ચર પર આધારિત છે. કેટલાક સાહસોએ RISC-V આર્કિટેક્ચરનું સંશોધન અને વિકાસ પણ કર્યું છે.
હાલમાં, સ્થાનિક વાહન નિયંત્રણ ડોમેન ચિપનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે ઓટોમોટિવ ફ્રન્ટ લોડિંગ માર્કેટમાં થાય છે, અને તે કાર પર બોડી ડોમેન અને ઇન્ફોટેનમેન્ટ ડોમેનમાં લાગુ કરવામાં આવે છે, જ્યારે ચેસિસ, પાવર ડોમેન અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં, તે હજુ પણ વિદેશી ચિપ જાયન્ટ્સ જેમ કે stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments અને Microchip Semiconductor દ્વારા પ્રભુત્વ ધરાવે છે, અને માત્ર થોડા સ્થાનિક સાહસોએ મોટા પાયે ઉત્પાદન એપ્લિકેશનો સાકાર કરી છે. હાલમાં, સ્થાનિક ચિપ ઉત્પાદક ચિપચી એપ્રિલ 2022 માં ARM Cortex-R5F પર આધારિત ઉચ્ચ-પ્રદર્શન નિયંત્રણ ચિપ E3 શ્રેણી ઉત્પાદનો રજૂ કરશે, જેમાં કાર્યાત્મક સલામતી સ્તર ASIL D સુધી પહોંચશે, તાપમાન સ્તર AEC-Q100 ગ્રેડ 1 ને સપોર્ટ કરશે, CPU આવર્તન 800MHz સુધી, 6 CPU કોરો સુધી. તે હાલના માસ પ્રોડક્શન વ્હીકલ ગેજ MCU માં સૌથી વધુ પ્રદર્શન આપતું ઉત્પાદન છે, જે સ્થાનિક હાઇ-એન્ડ હાઇ-એન્ડ હાઇ સેફ્ટી લેવલ વ્હીકલ ગેજ MCU માર્કેટમાં ખાલી જગ્યા ભરે છે, ઉચ્ચ પ્રદર્શન અને ઉચ્ચ વિશ્વસનીયતા સાથે, તેનો ઉપયોગ BMS, ADAS, VCU, બાય-વાયર ચેસિસ, ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ, HUD, ઇન્ટેલિજન્ટ રીઅરવ્યુ મિરર અને અન્ય મુખ્ય વાહન નિયંત્રણ ક્ષેત્રોમાં થઈ શકે છે. 100 થી વધુ ગ્રાહકોએ GAC, Geely, વગેરે સહિત ઉત્પાદન ડિઝાઇન માટે E3 અપનાવ્યું છે.
ઘરેલું નિયંત્રક મુખ્ય ઉત્પાદનોનો ઉપયોગ
પોસ્ટ સમય: જુલાઈ-૧૯-૨૦૨૩
