MCU可謂汽車電子化進程中“當仁不讓”的主角。目前一部中端汽車采用的MCU數量大約是40-50片,而高端車型可達到80-100片。據IC-Insights預計,2008年全球車用MCU市場將達到66.2億美元,年復合平均成長率為13%。
8位、16位和32位MCU各成其就
從目前的狀況來看,在汽車市場上,8位、16位和32位MCU都有一定的市場份額,因為針對不同的應用需要與之相應的不同性能的產品。英飛凌科技中國有限公司汽車工業及多元化電子市場事業部汽車電子安全管理高級市場工程師沈順偉表示,對很多車身應用來說,8位MCU已經足夠,但對發動機管理可能需要32位MCU才能滿足需求。從銷量來看,16位MCU在市場上的銷量最大。他還舉例道,在歐洲,英飛凌所銷售的車用MCU中有一半左右是16位MCU,其原因是在目前的市場中16位MCU應用最廣。如在安全系統的絕大部分,車身應用中的一部分以及低端的發動機管理系統主要都還是采用16位MCU。
而中國汽車市場有著其特殊性。沈順偉表示,由于在中國汽車市場中低端車占了相當大的市場份額,所以針對這些車的低端應用也是一個相當巨大的市場,考慮到成本壓力,在這個市場中主要以8位MCU應用為主。
目前,市場對汽車MCU的要求主要體現在三個方面:一是性能上的提高;二是質量上的提高;三是價格將不斷走低。半導體廠商正不斷加大研發和市場開發力度,開發出適應市場需求的產品,并優化對大規模生產的管理,以達到品質的同一化和成本的不斷降低。針對不同應用,英飛凌都提供了汽車級的MCU,比如8位的XC800系列、16位的XC164系列和XC2000系列以及32位基于TriCore技術的MCU,以穩定的質量和優異的性能被廣泛采用。飛思卡爾汽車MCU解決方案包括:基于8位908MCU的CAN/LIN總線車門控制方案、車燈控制方案;以9S12C32
16位MCU控制方向盤、車燈開關和儀表等。飛思卡爾中國區汽車電子業務拓展經理康曉敦介紹,飛思卡爾的S12X系列16位MCU具有接近32位MCU的性能,近乎于8位MCU的價格,從動力總成控制到車身控制中均可使用。另外,飛思卡爾也將會在低價格32位MCU單片(SoC)系統方面不斷開發新的產品。
MCU性能在不斷優化
“隨著快速增長的汽車電子控制技術特別是汽車網絡技術的發展;日益嚴格的安全(如乘員位置檢測和TPMS)、尾氣排放和燃料消耗要求促使汽車生產商開發更多混合燃料汽車;新一代汽車使用者希望在汽車中實現無縫移動,擁有個性化信息娛樂空間。所有這些需求都需要更加先進的MCU的支持。”康曉敦對《中國電子報》記者表示。
因而,汽車MCU發展也應時而變。沈順偉表示,從MCU本身來說,主要是運算能力的提高,今后MCU接收的信息會越來越多,需要實現的控制算法也越來越復雜,所需的運算量會越來越大,要求的時間也越來越短,所以對MCU至少要進行以下幾個方面的優化:首先就是MCU主頻的提高,如在汽車安全領域,MCU的主頻將由現在主流的20MHz或40MHz提高到66MHz或80MHz。其次由于MCU需要處理的信息越來越多,所以需要更大的存儲空間(主要是Flash)來存儲程序和輸入輸出的數據。以16位MCU為例,目前主流MCU所具有的256KB
Flash將不再能滿足需求,以后的16位MCU將具有1MB-1.5MB乃至更大容量的Flash,而且要求Flash的讀寫速度更加快速。另外,隨著汽車上各種應用網絡化趨勢的不斷發展,各系統之間的數據交換將更加頻繁,這需要MCU具有更加多的引腳數和總線接口。他舉例道,以16位MCU為例,目前通行的100pin將擴展為208pin,LIN總線接口因為傳輸的數據量不大而不會有太多的變化,但CAN總線接口的數目將由現在的一個增加為幾個,還需要MCU為以后的FlexRay總線做好準備。還有就是對MCU小型化和低功耗的要求,這需要采用更高的半導體制造技術和更合理的設計。
此外,雙MCU技術開始“浮出水面”。沈順偉指出,從系統的角度來說,未來在汽車應用中對系統安全性的要求會越來越高,特別是發動機管理、安全等直接關系到乘員生命安全的系統,在這些系統中往往會使用雙MCU技術。即系統采用一個主MCU和一個從MCU,從MCU的主要功能是對主MCU中進行的重要運算進行驗證并且在主MCU不能正常工作時臨時替代它的職能,以保證系統運行的可靠性。