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

MCU在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用非常廣泛，例如前表就是從車(chē)身附件、動(dòng)力系統(tǒng)、底盤(pán)、車(chē)載信息娛樂(lè)、智能駕駛等板塊都得到了應(yīng)用。隨著智能電動(dòng)車(chē)時(shí)代的到來(lái)，人們對(duì)MCU產(chǎn)品的需求將更加旺盛。

MCU在電池管理系統(tǒng)(BMS)中起著核心作用。BMS是電池包最關(guān)鍵的零部件，與VCU類(lèi)似，核心部分由硬件電路、底層軟件和應(yīng)用層軟件組成。MCU從AFE和電量計(jì)中獲取信息，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)其余部分的連接。它負(fù)責(zé)監(jiān)控電池的狀態(tài)、提供精確的電池充電狀態(tài) (SOC) 和健康狀況 (SOH) 估計(jì)，以確保在電池的整個(gè)生命周期內(nèi)提供豐富的信息以及安全的用戶(hù)體驗(yàn)。

整車(chē)控制器VCU(Vehicle control unit)是新能源車(chē)中央控制單元，是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心。VCU采集電機(jī)及電池狀態(tài)，采集加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)、執(zhí)行器及傳感器信號(hào)，根據(jù)駕駛員的意圖綜合分析做出相應(yīng)判定后，監(jiān)控下層的各部件控制器的動(dòng)作，它負(fù)責(zé)汽車(chē)的正常行駛、制動(dòng)能量回饋、整車(chē)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及動(dòng)力電池的能量管理、網(wǎng)絡(luò)管理、故障診斷及處理、車(chē)輛狀態(tài)監(jiān)控等，從而保證整車(chē)在較好的動(dòng)力性、較高經(jīng)濟(jì)性及可靠性狀態(tài)下正常穩(wěn)定的工作?？梢哉f(shuō)整車(chē)控制器性能的好壞直接決定了新能源汽車(chē)整車(chē)性能的好壞，起到了中流砥柱的作用。

VCU作為整車(chē)控制的核心控制器，通過(guò)汽車(chē)總線或者硬線，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池系統(tǒng)、電驅(qū)系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)等的管理，具體包括檔位、加速踏板、制動(dòng)踏板的控制，根據(jù)實(shí)時(shí)的動(dòng)力電池電量，計(jì)算出需要輸出的扭矩控制，整車(chē)的低壓、高壓的上下電、能量回收等控制。

VCU在檔位管理方面，負(fù)責(zé)監(jiān)控檔位切換的條件并發(fā)出檔位切換的指令。在能量回收方面，VCU會(huì)根據(jù)實(shí)時(shí)電量和其他相關(guān)參數(shù)，計(jì)算出需要的扭矩控制信號(hào)，并監(jiān)控下層的各部件控制器的動(dòng)作，確保車(chē)輛在制動(dòng)時(shí)能夠產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力，同時(shí)最大程度地回收制動(dòng)能量。

此外，VCU還負(fù)責(zé)局域網(wǎng)內(nèi)其他控制器的上下電管理。它通過(guò)采集各部件的狀態(tài)信息，判斷各部件是否需要上電或下電，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將相應(yīng)的指令發(fā)送給下層的各部件控制器。整車(chē)控制器VCU是新能源汽車(chē)控制系統(tǒng)的重要組成部分，直接影響著車(chē)輛的性能和安全性。

MCU引擎控制器和變速箱控制器是汽車(chē)中的重要部件，它們的主要功能是控制車(chē)輛的動(dòng)力輸出和換擋邏輯。

MCU引擎控制器的主要任務(wù)是根據(jù)駕駛員的加速踏板和制動(dòng)踏板的輸入以及車(chē)輛狀態(tài)信息來(lái)計(jì)算車(chē)輛所需的動(dòng)力，并控制引擎的轉(zhuǎn)速和扭矩輸出以實(shí)現(xiàn)最佳的動(dòng)力響應(yīng)和燃油經(jīng)濟(jì)性。它還需要監(jiān)控引擎的狀態(tài)，包括引擎的轉(zhuǎn)速、溫度、油壓等參數(shù)，以確保引擎的正常運(yùn)行。

變速箱控制器則負(fù)責(zé)根據(jù)駕駛員的換擋指令以及車(chē)輛狀態(tài)信息來(lái)計(jì)算最佳的換擋時(shí)機(jī)，并通過(guò)控制電磁閥等執(zhí)行器來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換擋或手動(dòng)換擋。它還需要監(jiān)控變速箱的狀態(tài)，包括變速箱的油壓、溫度、擋位等參數(shù)，以確保變速箱的正常運(yùn)行。

MCU引擎控制器和變速箱控制器都是汽車(chē)控制系統(tǒng)中的重要組成部分，它們的工作精度和穩(wěn)定性直接影響到車(chē)輛的動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。同時(shí)，它們的故障率也是衡量汽車(chē)控制系統(tǒng)可靠性的重要指標(biāo)之一。因此，對(duì)于汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)，選擇高性能、高可靠性的MCU引擎控制器和變速箱控制器是非常重要的。

汽車(chē)電子MCU(微控制器)設(shè)計(jì)涉及到一系列復(fù)雜的功能和應(yīng)用。以下是一些關(guān)于汽車(chē)電子MCU設(shè)計(jì)的主要步驟和考慮因素：

系統(tǒng)設(shè)計(jì)：首先需要定義系統(tǒng)的功能和規(guī)格，包括所需的I/O端口數(shù)量、通信接口的數(shù)量和類(lèi)型、處理器的速度和內(nèi)存大小等。

選擇合適的MCU：根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求，選擇合適的MCU是至關(guān)重要的。MCU的選擇需要考慮其性能、內(nèi)存大小、可用的I/O端口和通信接口等。

時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)：MCU的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)對(duì)系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性有很大的影響。時(shí)鐘信號(hào)的頻率和穩(wěn)定性需要滿足系統(tǒng)的要求，同時(shí)還需要采取措施來(lái)減少EMI(電磁干擾)。

I/O端口設(shè)計(jì)：MCU的I/O端口設(shè)計(jì)需要考慮與外部設(shè)備的接口和通信。不同的I/O端口可以用來(lái)連接不同的設(shè)備，如傳感器、執(zhí)行器、顯示器等。在設(shè)計(jì)中需要考慮端口的工作電壓、電流和驅(qū)動(dòng)能力等因素。

存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)：MCU內(nèi)部通常需要設(shè)計(jì)一些存儲(chǔ)器，包括RAM、Flash等。存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)需要考慮存儲(chǔ)容量、讀寫(xiě)速度和可靠性和穩(wěn)定性等因素。

通信接口設(shè)計(jì)：汽車(chē)電子系統(tǒng)通常需要多種通信接口，如UART、SPI、I2C等。通信接口的設(shè)計(jì)需要考慮通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸速度、接口電路的復(fù)雜度等因素。

抗干擾設(shè)計(jì)：汽車(chē)電子系統(tǒng)通常會(huì)面臨各種干擾，如電磁干擾(EMI)、電源噪聲等。因此，MCU設(shè)計(jì)中需要采取一些抗干擾措施，如采用屏蔽、濾波等來(lái)提高系統(tǒng)的可靠性。

測(cè)試和驗(yàn)證：設(shè)計(jì)完成后，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的測(cè)試和驗(yàn)證，包括功能測(cè)試、性能測(cè)試、EMC測(cè)試等，確保系統(tǒng)滿足所有要求和規(guī)格。