Уявіть, що великий екран інформаційно-розважальної системи вашого автомобіля раптово стає чорним, але двигун продовжує працювати плавно. Ви натискаєте кнопку A/C на екрані; настройка температури не змінюється, але ви чітко чуєте, як працює компресор. Багато автовласників стикалися з таким відключенням.
Щоб зрозуміти, що тут відбувається, спочатку потрібно розрізнити два компоненти, які часто плутають: ECU та MCU.
ECU — це повна плата керування, тоді як MCU — це окрема мікросхема, розташована на цій платі.
Електронний блок керування (ECU)
ECU означає електронний блок керування. Це повна друкована плата-зі схемами, мікросхемами й інтерфейсами-в пластиковому корпусі. Ви знайдете один біля двигуна, інший біля коробки передач і кілька інших, захованих у дверях автомобіля.
Демістифікація MCU: що таке MCU?
MCU означає блок мікроконтролера; це основна мікросхема *всередині* ECU. MCU інтегрує центральний процесор, пам’ять та інтерфейси введення/виведення на одній мікросхемі розміром з ніготь. Кожен ECU містить принаймні одну мікросхему MCU.
Скористайтеся аналогією: якщо ECU — це повна комп’ютерна система (включно з материнською платою, блоком живлення та корпусом), то MCU — це чіп центрального процесора всередині цієї системи.
Один транспортний засіб містить десятки або навіть сотні ECU, і кожен ECU містить принаймні один MCU.
Традиційні транспортні засоби використовують розподілену архітектуру, де кожній функції призначається незалежний ECU. Є окремі блоки для двигуна, трансмісії, кондиціонера та вікон-, кожен з яких працює автономно. Середній сімейний автомобіль зазвичай має від 70 до 100 ECU. Високоякісні-моделі мають ще більше; BMW 7 серії 2015 року, наприклад, використовував приблизно 140 ECU.
Кожен ECU містить внутрішню мікросхему MCU для обробки завдань. Отже, кількість мікроконтролерів у транспортному засобі приблизно відповідає кількості електронних блоків керування.
[Зображення]
Ці ECU мають чітко визначені ролі. ЕБУ двигуна керує уприскуванням палива та запалюванням; ЕБУ кондиціонера керує компресором і вентилятором; і ECU кузова керує вікнами, дверними замками та склоочисниками. MCU в кожному ECU відповідає за виконання конкретної логіки керування цього модуля: збір даних датчиків, виконання обчислень і видачу команд.
У контролері домену кабіни, поряд із SoC (система на кристалі), яка живить великий дисплей Android, також є незалежний MCU. У сучасних розумних кабінах плата, розташована за великим дисплеєм, відома як «контролер домену кабіни». Ця плата містить дві основні мікросхеми: SoC (System-on-Chip) під управлінням Android для роботи з великим дисплеєм і додатками, а також окремий MCU (блок мікроконтролера), призначений для зв’язку та -контрольних завдань низького рівня.
Android SoC не може безпосередньо спілкуватися з шиною CAN автомобіля. Коли ви торкаєтеся «Встановити A/C на 24 градуси» на великому дисплеї, команда спочатку надсилається до MCU кабіни; MCU перетворює його у формат, який розпізнає шина CAN, і пересилає його до ECU кондиціонера. І навпаки, такі дані, як температура та швидкість вентилятора, отримані від ЕБУ кондиціонера, передаються назад на великий дисплей через той самий мікроконтролер.
«Сонна кабіна»: найвигадливіша функція автомобіля|Підсумок за 2021 рік|Sohu Auto
На додаток до цього, MCU кабіни керує двома іншими функціями: послідовність-увімкнення/виходу в режим сну та елементи керування на кермі.
Коли ви натискаєте кнопку «Пуск», MCU кабіни прокидається першим і послідовно включає різні модулі. Коли ви замикаєте автомобіль і йдете геть, MCU кабіни останнім переходить у сплячий режим, вимикаючи необхідні системи. Сигнали від кнопок на кермі-такі як гучність, пропуск доріжок і голосові команди-також проходять через цей MCU перед пересиланням.
Таким чином, якщо оновлення мікропрограми для MCU спричиняє тимчасову несправність кондиціонера, проблема полягає в MCU кабіни, а не в ECU кондиціонера.
Багато власників автомобілів стикалися з таким сценарієм: після OTA оновлення або спалаху програмного забезпечення в дилерському центрі кнопки A/C на великому дисплеї перестають реагувати, і температуру не можна регулювати. Проте компресор кондиціонера продовжує працювати, а вентилятор продовжує подавати повітря.
Причина проста: під час процесу перепрошивки, MCU кабіни переходить у «режим перепрошивки» та призупиняє передачу та отримання повідомлень CAN. Команди регулювання температури, натиснуті на дисплеї, не можуть бути надіслані, тому ЕБУ кондиціонера ніколи їх не отримує; так само оновлення статусу з блоку керування кондиціонером не можуть бути передані назад, тому дисплей не може їх відобразити. Тим часом мікроконтролер усередині блоку керування кондиціонером продовжує нормально працювати-апаратні компоненти, як-от компресор і вентилятор, продовжують працювати належним чином-але великий дисплей втрачає контроль над ними.
Після завершення миготіння та перезавантаження мікроконтролера кабіни, шинний зв’язок відновлюється, а керування через великий дисплей повертається до нормального стану.
Це ілюструє ключовий момент: розумна кабіна набагато складніша, ніж просто великий дисплей у поєднанні з пристроєм Android. MCU, розташований за екраном, служить центром, що полегшує зв’язок між кабіною та всім автомобілем. У той час як великий дисплей діє як «обличчя», MCU функціонує як «нервова система».
Зображення
Галузь переходить від моделі «одна функція, один ECU» до підходу «один контролер домену, який керує кластером ECU».
У традиційних розподілених архітектурах величезна кількість ECU призводить до того, що джгути проводів перевищують 4 кілометри в загальній довжині та важать від 50 до 70 кілограмів. Сучасна тенденція передбачає консолідацію кількох ECU в контролери домену-, що охоплюють область кабіни, інтелектуального водіння та області кузова. Заглядаючи вперед, архітектура буде розвиватися в напрямку централізованої обчислювальної платформи в поєднанні з зональними контролерами.
Незважаючи на те, що загальна кількість ECU зменшується, попит на мікросхеми MCU залишається незмінним; контролери домену все ще потребують мікроконтролерів-для керування в реальному часі та функцій шлюзу зв’язку. MCU не будуть замінені; просто змінюється спосіб їх реалізації.
