המכוניות המודרניות מגיעות עם מספר ECUs המחוברים לאפיק CAN - רשת המחשבים הפנימית של המכונית. ECUs שולטים כמעט בכל חלק של המכונית, כמו מנוע, בלמים, תיבת הילוכים וכריות אוויר, תוך אוטומציה של חלקים אלה והגברת היעילות.
ECUs מורכבים ממעבד מיקרו-בקר אחד או יותר שהם שבבים מיוחדים המסתגלים בקלות בסביבה תפעולית קשוחה, טמפרטורה גבוהה ומשיכה כבידה.
1. SPC5 32-Bit MCU לרכב
STMicroelectronics מייצרת סדרה של מיקרו-בקרים (MCU) של 32 סיביות עבור יישומי ECU לרכב. שבבים אלה מגיעים עם זיכרון פלאש משובץ שנע בין 128 קילו-בייט ועד 10 מגה-בייט.
משפחת שבבי ה-ECU SPC5 מציעה גם יכולות עיבוד שונות, בהתאם ליישומי הרכב, כמו שימוש כללי, מאובטח ומחובר, וביצועים גבוהים. תמצא מהירות שעון מעבד נמוכה כמו 48MHz ועד 200MHz.
לכן, בהתאם לאורך קוד התכנות או למספרים, יצרן הרכב יכול לבחור שבבים שונים עבור ה-ECU.
SPC5 MCUs מגיעים עם עד שלוש ליבות עיבוד. תמצאו את אלה בעיקר ב-ECU השולטים במנוע ובמרכב, בתוספת מערכות מתקדמות לסיוע לנהג (ADAS), בטיחות הנהג וחלונות ודלתות.
השבב ומודול הזיכרון שלו יכולים לעמוד בטמפרטורה של עד 165 מעלות צלזיוס ופועלים מצוין גם ב-40 מעלות צלזיוס. מכיוון שמדובר במעבדים בדרגת רכב, הם יכולים גם לסבול זעזועים כבדים.
קָשׁוּר: טמפרטורות הפעלה של מחשב: כמה חם חם מדי?
ECUs העשויים ממיקרו-בקרים אלה תומכים במגוון רחב של אפשרויות קישוריות נתונים כמו Ethernet, Local Interconnect Network (LIN), FlexRay, DSPI ו-CAN-FD.
2. ארכיטקטורת MIPS32 ו-MIPS64
מיקרו-בקרי MIPS מגיעים עם ארכיטקטורת ערכת ההוראות של RISC. תמצאו אותם בעיקר במכשירים אלקטרוניים כמו מודולי רשת מתקדמים, מיקרו-בקרים קטנים, קונסולות משחקים, מוצרי אוטומציה משרדית וממירים.
MIPS Technologies מייצרת MIPS 32-bit ו-MIPS 64-bit MCUs עבור ECUs לרכב. מעבדים אלה יעילים בקוד, דורשים פחות חשמל, ובעלות נמוכה. חלק מ-MIPS 64-bit MCUs אידיאליים עבור יישומי רכב מתקדמים מכיוון שהאחרונים זקוקים ליכולות עיבוד גבוהות יותר ולעיבוד גרפי.
קָשׁוּר: משולב לעומת כרטיס גרפי ייעודי: דברים שאתה צריך לדעת
יצרני רכב משתמשים בעיקר במיקרו-בקרים של MIPS 32 סיביות כדי להפוך את הבקרות האלקטרוניות בתוך המכונית לאוטומטיות.
לדוגמה, דלתות אלקטרוניות, מנדפים, מגבי שמשות, חלונות אוטומטיים וכו', פועלים על MIPS32 מעבדים מבוססי ארכיטקטורה. חלק מהמערכות האלקטרוניות של השלדה ומערכת ההינע כוללות גם את ה-MIPS 32-bit MCU.
להיפך, מערכות מתקדמות כמו מערכת המידע והבידור, ADAS ונהיגה אוטונומית דורשות האצת חומרה וזיהוי אובייקטים.
לפיכך, ה-ECU צריך יותר כוח עיבוד כדי לקבל את ההחלטה הנכונה בסביבה במהירות גבוהה. MIPS 64-bit MCUs הם אידיאליים עבור יישומים כאלה.
3. MCUs 16-Bit עבור ECUs מנוע
Microchip Technology Inc. מייצרת גם מיקרו-בקרים ומיקרו-מעבדים שונים ליישומי ECU לרכב, ו-16-bit MCUs זמינים בעיקר ביחידות הבקרה האלקטרוניות של מערכת ההינע.
הם תואמים לפרוטוקולי תקשורת נתונים CAN-FD, CAN, USB, LIN ו-SENT.
ה-MCU של 16 סיביות הוא בעצם מיקרו מחשב עם ציוד היקפי שונים לבקרת מנוע, המרת כוח דיגיטלי, מהירות דיוק ובקרת מומנט. הוא מורכב גם מבקרי אותות דיגיטליים (DSCs) כדי לעזור ל-MCU עם בקרת מנוע נוספת.
סוגים שונים של מכוניות כמו מכוניות חשמליות, מכוניות עם מנועי בעירה פנימית או רכבים היברידיים-חשמליים משתמשים במספר ECUs המבוססים על 16-bit MCUs ו-DSCs.
המיקרו-בקר של ECUs אלה מגיע עם אישור AEC Q100 Grade 0 המציין שה-CPU ומודול הזיכרון שלו יציבים מאוד בטווח הטמפרטורות של -40°C עד 150°C.
מערכת המיקרו-מחשב יכולה לעמוד בתנאים קשים כמו זעזועים פתאומיים, ניידות במהירות גבוהה, שקיעת שמן ושומן.
ה-MCU של 16 סיביות מסוגל להפעיל אלגוריתמים לשליטה במנועים, מפעילים, מגדשי טורבו, שסתומי EGR ומשאבות שמן/מים.
4. MCUs 8-Bit
8-Bit MCUs אידיאליים עבור ECUs שצריכים להריץ קודי תוכניות קטנים. PIC ו-AVR MCUs הם מותגים של Microchip Technology Inc., ותראה אותם ב-ECU שונים לרכב השולטים בחיישנים אנלוגיים, חיישנים דיגיטליים ופונקציונליות מגע קיבולית.
כיום, מכוניות מודרניות מגיעות עם מערכות תאורת LED ליעילות אנרגטית. תמצא ECU אחד או שניים השולטים במערכי LED אלה, ורוב ה-ECU הללו מבוססים על יחידות המיקרו-בקר של 8 סיביות.
ה-MCUs 8-Bit צורכים צריכת חשמל נמוכה מכיוון שהם מורכבים מציוד היקפי עצמאי או CIP. ייתכן שחלק מהפונקציונליות של ECU לא תמיד דורשות שימוש קבוע במעבד. כאן, CIPs ממלאים תפקיד חיוני.
מיקרו מחשבים אלו מגיעים גם עם ציוד היקפי אנלוגי אינטליגנטי כך שה-ECU יכול לשלוט בחיישנים אנלוגיים באמצעות תרגום אות אנלוגי לדיגיטלי.
עבור פונקציות רגישות למגע ברכב, שבבים אלה מכילים גם בקר מגע היקפי שעוזר לו לזהות ולמדוד מגע קיבולי.
5. S32K MCUs לרכב
בקרי המיקרו S32K הם של NXP Semiconductors N.V., ואלה מתוכננים על ארכיטקטורת RISC מסדרת Arm Cortex-M. ה-ECU המבוססים על MCUs כאלה מציעים תוכנה, בטיחות ואבטחה מתקדמות עבור מכוניות חכמות.
MCUs אלה עוברים את הסמכות ASIL B/D, ולפיכך, מתאימים ל-ECU שונים לרכב אשר ישלטו בגוף, ביחידת החשמל ובבקרות האזור.
רוב ה-S32K MCUs עוברים גם את ההסמכות AEC-Q100 Grade 0, Grade 1 ו- Grade 2 כך שיצרני הרכב יוכלו להשתמש במעבדים בסביבה קשוחה עם חשיפות לטמפרטורה גבוהה.
S32K MCUs מגיעים בליבות עיבוד משתנות כמו כפול ליבה, ליבה בודדת וליבה נעילת צעד. קיבולת זיכרון הפלאש ומספר הפינים משתנים בהתאם לליבה העיבוד.
בדרך כלל, המיקרו-בקרים הללו נעים בין 128 קילו-בייט ל-8 מגה-בייט בזיכרון פלאש לאחסון תוכניות, בעוד שהם מציעים שני סוגים של תצורות פינים: 32 עד 176 פינים ו-48 עד 289 פינים.
6. מיקרו-בקר AURIX TriCore 32 סיביות
Infineon Technologies AG מייצרת מערכת משובצת עבור ECUs לרכב המורכבת ממיקרו-בקר, ליבת מעבד RISC ו-DSP ביחידת מיקרו-בקר אחת. MCUs אלה פופולריים בתור מיקרו-בקרי 32-Bit AURIX TriCore.
לעתים קרובות תמצא אותם ב-ECU השולטים במנוע הבעירה הפנימית, יחידות בקרת ההילוכים ומערכות הגה כוח חשמליות.
מלבד המנוע וההילוכים, 32-Bit AURIX TriCore MCU מבוססי ECU הם אידיאליים עבור ADAS, בקרת נהיגה אוטונומית, ניהול בטיחות נסיעה ואוטומציה של שירותים מחוברים ברכב.
מעבדים אלה זמינים בטווח מהירות עיבוד של 133 מגה-הרץ עד 300 מגה-הרץ. ה-MCUs מציעים זיכרון פלאש מינימלי של 0.5MB עד 16MB.
בהשוואה למכשירי MCU אחרים שהוזכרו לעיל, אלה חזקים יותר בגלל SRAM ייעודי. מבחינת קישוריות נתונים, המיקרו-מחשבים תואמים לפרוטוקולי CAN, LIN, FlexRay ו-SPI.
שבבי ECU קטנים עם פונקציות מורכבות
עכשיו כשאתה יודע על כמה מיקרו-בקרים ECU, אתה אולי חושב שהשבבים האלה פחות חזקים ממעבד מחשב ביתי. זה נכון מכיוון שהם צריכים להריץ כמה קודים מוגדרים מראש, וברוב המקרים, קודים אלה אינם בגודל של יותר ממגה-בייט אחד.
עם זאת, תמיד תמצא יותר מ-ECU אחד עם קודי תוכנית שונים עבור המכונית כולה. ידיעה נוספת על ה-ECU של המכונית שלך תעזור לך לטפל כראוי ברכב ולהזין את תאי המוח שלך אם אתה חובב רכב.
YouTube שופע ערוצי רכב מצוינים ואינפורמטיביים. להלן ערוצי YouTube הטובים ביותר לאגוזים לרכב.
קרא הבא
- טכנולוגיה מוסברת
- מעבד
- מעבד
תמל היא כותבת עצמאית ב-MakeUseOf. לאחר שרכש ניסיון רב בטכנולוגיה, פיננסים ועסקים תהליכים בתפקידו הקודם בחברת ייעוץ IT, הוא אימץ את הכתיבה כמקצוע במשרה מלאה לפני 3 שנים. למרות שלא כותב על פרודוקטיביות ועל החדשות הטכנולוגיות האחרונות, הוא אוהב לשחק ב-Splinter Cell ולצפות בבולמוס בנטפליקס/פריים וידאו.
הירשם לניוזלטר שלנו
הצטרף לניוזלטר שלנו לקבלת טיפים טכניים, ביקורות, ספרים אלקטרוניים בחינם ומבצעים בלעדיים!
לחץ כאן כדי להירשם
