對車規(guī)級MCU有哪些要求?MCU發(fā)展趨勢解讀!!
一直以來,MCU都是大家的關(guān)注焦點之一。因此針對大家的興趣點所在,小編將為大家?guī)鞰CU的相關(guān)介紹,詳細內(nèi)容請看下文。
一、對車規(guī)級MCU有哪些要求
1、環(huán)境要求
首先是溫度:汽車電子對元件的工作溫度要求比較寬,根據(jù)不同的安裝位置等有不同的需求,但一般都要高于民用產(chǎn)品的要求,比如發(fā)動機艙:-40℃-150℃;車身控制:-40℃-125℃;而消費類產(chǎn)品只需要達到:0℃-70℃。
其它環(huán)境要求:濕度,發(fā)霉,粉塵,水,EMC,以及有害氣體侵蝕等等往往都高于消費電子產(chǎn)品要求。
2、運行穩(wěn)定要求
汽車在行進過程中會遭遇更多的振動和沖擊。這種要求可能會比擺放在家里使用的產(chǎn)品要高很多。此外,汽車對器件的抗干擾性能要求極高,包括抗ESD靜電,EFT群脈沖,RS傳導輻射等,MCU在這些干擾下需要做到不損壞、不死機、不復位。
3、可靠性要求
這里的可靠性主要包含兩個方面:首先是使用壽命要可靠:一般的汽車設(shè)計壽命都在 15 年 20 萬公里左右,遠大于消費電子產(chǎn)品壽命要求。 其次是汽車系統(tǒng)組成的部件要可靠:目前車上的電子化程度已經(jīng)非常高了,從動力總成到制動系統(tǒng),都裝配了大量的電子裝置,每個裝置里面又由很多的電子元件組成。如果就簡單的把它們看成串聯(lián)關(guān)系,那么要保證整車達到相當?shù)目煽啃裕瑢ο到y(tǒng)組成的每一個部分要求是非常高的。
4、一致性要求
現(xiàn)在的汽車已經(jīng)進入到了一個大規(guī)模生產(chǎn)的階段的,一款車 1 年可以生產(chǎn)數(shù)十萬輛,所以這對產(chǎn)品質(zhì)量的一致性要求就非常高了。這在早些年對于半導體材料來說,是挺有挑戰(zhàn)的。
畢竟生產(chǎn)半導體中的擴散等工藝的一致性是很難控制的,生產(chǎn)出來的產(chǎn)品性能易離散,早期只能依靠老化和篩選來完成,現(xiàn)在隨著工藝的不斷提高,一致性得到極大提高。質(zhì)量的一致性也是很多本地供應商和國際知名供應商的最大差異。對于組成復雜的汽車產(chǎn)品來說,一致性差的元件導致整車出現(xiàn)安全隱患是肯定不能接受的。
二、MCU發(fā)展趨勢
就目前來看,MCU的主頻普遍在30~200MHz;架構(gòu)以單總線、雙AHB總線,以及總線矩陣為主,同時非對稱雙核也在MCU領(lǐng)域得到很大的發(fā)展。對于MCU用戶比奧關(guān)注的Flash大小、內(nèi)置ADC位數(shù)、地址器、比較器和計時器、串口個數(shù)等外設(shè)也在不斷完善中。各MCU企業(yè)在這些方面都各有側(cè)重,就看客戶怎么選擇了。
在工藝方面,由于工藝的進步,帶來了成本的降低,讓單位面積能夠?qū)崿F(xiàn)更多功能,而且還能讓功耗進一步降低。因此,MCU的工業(yè)也在不斷進步,從最初的0.5μm、0.4μm工藝,進步到了限制主流的90nm、55nm工藝,甚至有的廠商用上了28nm工藝。
在封裝方面,由于消費類電子產(chǎn)品中,封裝越來越小,BGA/CSP的應用也增多了。不過工業(yè)類電子產(chǎn)品仍然傾向于容易焊接、成本較低的QFP、QFN、TSSOP等封裝,即便如此,DIP等大體積封裝應用也還是明顯減少了。
在MCU軟件開發(fā)環(huán)境方面,Keil,IAR依舊是商用主流;同時,各個MCU廠家紛紛推出基于Eclipse架構(gòu)的免費IDE+gcc編譯器;輔助開發(fā)的軟件工具逐漸發(fā)揮作用,如代碼生成工具,管腳配置工具等。
隨著32位MCU使用越來越多,工程師的開發(fā)方式也在發(fā)生著很大的變化,以前,8位MCU時代,一位工程師掌握所有軟件,精通整個系統(tǒng),用匯編或C語言直接操作底層硬件,代碼量小,結(jié)構(gòu)簡單。
但在32位MCU時代,工程師嚴重依賴供應商或第三方的軟件開發(fā)庫,工程師一般不再直接操作寄存器,而是通過軟件API調(diào)用實現(xiàn);他們也較少關(guān)心底層操作,更專注于上層的應用開發(fā);軟件結(jié)構(gòu)化,可移植性,可繼承性增強;內(nèi)存使用大幅增加,程序效率相對降低,通過硬件性能的提高得到補償;軟件工作在整個系統(tǒng)中的比重大幅增加。
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