ما هي وحدة المعالجة المركزية التي تعمل بها وحدة التحكم الإلكترونية في السيارة؟

تأتي السيارات الحديثة مزودة بوحدات تحكم إلكترونية متعددة متصلة بحافلة CAN - شبكة الكمبيوتر الداخلية للسيارة. تتحكم وحدات التحكم الإلكترونية في كل جزء من أجزاء السيارة تقريبًا ، مثل المحرك والمكابح وناقل الحركة والوسائد الهوائية ، مع أتمتة هذه الأجزاء وزيادة الكفاءة.

تتكون وحدات التحكم الإلكترونية من واحد أو أكثر من وحدات المعالجة المركزية ذات المتحكم الدقيق وهي رقائق متخصصة تتكيف بسهولة في بيئة تشغيلية وعرة ودرجة حرارة عالية وسحب جاذبية.

1. SPC5 32 بت السيارات MCU

تنتج شركة STMicroelectronics سلسلة من وحدات التحكم الدقيقة (MCUs) ذات 32 بت لتطبيقات وحدة التحكم الإلكترونية في السيارات. تأتي هذه الرقائق بذاكرة فلاش مدمجة تتراوح من 128 كيلو بايت إلى 10 ميجا بايت.

توفر عائلة SPC5 من رقائق ECU أيضًا إمكانات معالجة متنوعة ، اعتمادًا على تطبيقات السيارات ، مثل الأغراض العامة ، والآمنة والمتصلة ، والأداء العالي. ستجد سرعة ساعة وحدة المعالجة المركزية منخفضة تصل إلى 48 ميجاهرتز وتصل إلى 200 ميجاهرتز.

لذلك ، اعتمادًا على طول أو أرقام رمز البرمجة ، يمكن لمصنع السيارة اختيار شرائح مختلفة لوحدات التحكم الإلكترونية.

تأتي وحدات MCU SPC5 مع ما يصل إلى ثلاثة مراكز معالجة. ستجدها في الغالب في وحدات التحكم الإلكترونية التي تتحكم في المحرك والهيكل ، بالإضافة إلى أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS) ، وسلامة السائق ، والنوافذ والأبواب.

يمكن للرقاقة ووحدة الذاكرة الخاصة بها تحمل درجة حرارة تصل إلى 165 درجة مئوية وتعمل بشكل جيد حتى في -40 درجة مئوية. نظرًا لأن هذه وحدات المعالجة المركزية من فئة السيارات ، فيمكنها أيضًا تحمل الصدمات الشديدة.

متعلق ب: درجات حرارة تشغيل الكمبيوتر: ما مدى سخونة درجة الحرارة المرتفعة؟

تدعم وحدات التحكم الإلكترونية المصنوعة من وحدات التحكم الدقيقة هذه مجموعة واسعة من خيارات اتصال البيانات مثل Ethernet وشبكة الاتصال المحلية (LIN) و FlexRay و DSPI و CAN-FD.

2. هندسة MIPS32 و MIPS64

تأتي وحدات التحكم الدقيقة MIPS مع بنية مجموعة تعليمات RISC. ستجدها في الغالب في الأجهزة الإلكترونية مثل وحدات الشبكات المتقدمة ، ووحدات التحكم الدقيقة الصغيرة ، ووحدات التحكم في الألعاب ، ومنتجات التشغيل الآلي للمكاتب ، وأجهزة فك التشفير.

تقوم شركة MIPS Technologies بتصنيع MCUs 32 بت و MIPS 64 بت لوحدات التحكم الإلكترونية الخاصة بالسيارات. تتميز وحدات المعالجة المركزية هذه بكفاءة التعليمات البرمجية ، وتتطلب طاقة أقل ، وتأتي بتكلفة منخفضة. تعتبر بعض وحدات MCU 64 بت MIPS مثالية لتطبيقات السيارات المتطورة لأن الأخيرة تحتاج إلى قدرات معالجة وعرض رسومات أعلى.

متعلق ب: متكامل مقابل. بطاقة رسومات مخصصة: أشياء تحتاج إلى معرفتها

يستخدم مصنعو السيارات في الغالب وحدات التحكم الدقيقة MIPS 32 بت لأتمتة أدوات التحكم الإلكترونية داخل السيارة.

على سبيل المثال ، تعمل الأبواب الإلكترونية ، والأغطية ، ومساحات الزجاج الأمامي ، والنوافذ الأوتوماتيكية ، وما إلى ذلك ، على MIPS32 وحدات المعالجة المركزية القائمة على العمارة. تتضمن بعض الأنظمة الإلكترونية للهيكل ومجموعة نقل الحركة أيضًا MIPS 32 بت MCU.

على العكس من ذلك ، تتطلب الأنظمة المتقدمة مثل نظام المعلومات والترفيه و ADAS والقيادة الذاتية تسريعًا للأجهزة والتعرف على الأشياء.

وبالتالي ، تحتاج وحدة التحكم الإلكترونية إلى مزيد من قوة المعالجة لاتخاذ القرار الصحيح في بيئة عالية السرعة. تعد وحدات MCU 64 بت MIPS مثالية لمثل هذه التطبيقات.

3. 16 بت MCUs للمحرك ECUs

شركة Microchip Technology Inc. تصنع أيضًا العديد من المتحكمات الدقيقة والمعالجات الدقيقة لتطبيقات وحدة التحكم الإلكترونية في السيارة ، وتتوفر وحدات MCU ذات 16 بت بشكل أساسي في وحدات التحكم الإلكترونية لمجموعة نقل الحركة.

إنها متوافقة مع بروتوكولات اتصالات البيانات CAN-FD و CAN و USB و LIN و SENT.

يعد MCU 16 بت في الأساس عبارة عن كمبيوتر صغير به ملحقات مختلفة للتحكم في المحرك وتحويل الطاقة الرقمي والسرعة الدقيقة والتحكم في عزم الدوران. وهو يتألف أيضًا من أجهزة التحكم في الإشارات الرقمية (DSCs) لمساعدة MCU في التحكم الإضافي في المحرك.

تستخدم أنواع مختلفة من السيارات مثل السيارات الكهربائية أو سيارات محرك الاحتراق الداخلي أو المركبات الكهربائية الهجينة العديد من وحدات التحكم الإلكترونية بناءً على وحدات MCU و DSCs ذات 16 بت.

يأتي المتحكم الدقيق لوحدات التحكم الإلكترونية هذه مع شهادة AEC Q100 Grade 0 التي تشير إلى أن وحدة المعالجة المركزية ووحدة الذاكرة الخاصة بها مستقرة للغاية في نطاق درجة حرارة -40 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية.

يمكن لنظام الحواسيب الصغيرة أن يتحمل الظروف القاسية مثل الصدمات المفاجئة ، والتنقل عالي السرعة ، وترسب الزيت والشحوم.

إن وحدة MCU ذات 16 بت قادرة على تشغيل الخوارزميات للتحكم في المحركات ، والمشغلات ، وبوابات عوادم الشاحن التوربيني ، وصمامات EGR ، ومضخات الزيت / الماء.

4. 8 بت MCUs

تعد MCU ذات 8 بتات مثالية لوحدات التحكم الإلكترونية التي تحتاج إلى تشغيل أكواد البرامج الصغيرة. تعد PIC و AVR MCU من العلامات التجارية لشركة Microchip Technology Inc. ، وستراها في العديد من وحدات التحكم الإلكترونية في السيارة التي تتحكم في المستشعرات التناظرية ، وأجهزة الاستشعار الرقمية ، ووظائف اللمس السعوية.

في الوقت الحاضر ، تأتي السيارات الحديثة مع أنظمة إضاءة LED لكفاءة الطاقة. ستجد واحدة أو اثنتين من وحدات التحكم الإلكترونية تتحكم في صفيفات LED هذه ، ومعظم وحدات التحكم الإلكترونية هذه تعتمد على وحدات تحكم دقيقة 8 بت.

تستهلك وحدات MCU ذات 8 بتات طاقة منخفضة لأنها تتكون من أجهزة طرفية أساسية مستقلة أو CIPs. قد لا تتطلب بعض وظائف وحدة التحكم الإلكترونية دائمًا استخدامًا ثابتًا للمعالج. هنا ، تلعب CIPs دورًا حيويًا.

تأتي أجهزة الكمبيوتر الصغيرة هذه أيضًا مع أجهزة طرفية تمثيلية ذكية بحيث يمكن لوحدة التحكم الإلكترونية التحكم في المستشعرات التناظرية عبر ترجمة الإشارات التناظرية إلى الرقمية.

بالنسبة للوظائف الحساسة للمس داخل السيارة ، تحتوي هذه الرقائق أيضًا على وحدة تحكم تعمل باللمس الطرفية تساعدها في التعرف على اللمس السعوي وقياسه.

5. S32K السيارات MCUs

المتحكمات الدقيقة S32K هي من NXP Semiconductors NV ، وهي مصممة على هيكل Arm Cortex-M series RISC. توفر وحدات التحكم الإلكترونية القائمة على وحدات MCU برامج متقدمة ، وميزات أمان وأمان للسيارات الذكية.

اجتازت MCU شهادات ASIL B / D ، وبالتالي فهي مناسبة للعديد من وحدات التحكم الإلكترونية في السيارة والتي ستتحكم في الجسم ، والوحدة الكهربائية ، وعناصر التحكم في المنطقة.

اجتازت معظم وحدات MCU S32K أيضًا شهادات AEC-Q100 Grade 0 و Grade 1 و Grade 2 بحيث يمكن لمصنعي السيارات استخدام المعالجات في بيئة وعرة مع تعرضات لدرجات حرارة عالية.

تأتي وحدات MCU S32K في نوى معالجة متغيرة مثل ثنائي النواة ، ونواة أحادية ، ونواة متشابكة. تتغير سعة ذاكرة الفلاش وعدد الدبابيس وفقًا لجوهر المعالجة.

عادةً ما تتراوح وحدات التحكم الدقيقة هذه من 128 كيلو بايت إلى 8 ميجا بايت في ذاكرة فلاش لتخزين البرنامج ، في حين أنها توفر نوعين من تكوينات الدبوس: 32 إلى 176 دبوسًا و 48 إلى 289 سنًا.

6. متحكم AURIX TriCore 32 بت

تصنع Infineon Technologies AG نظامًا مضمنًا لوحدات التحكم الإلكترونية في السيارة والذي يتكون من متحكم دقيق ونواة معالج RISC و DSP في وحدة تحكم دقيقة واحدة. تحظى MCU بشعبية كبيرة مثل وحدات التحكم الدقيقة AURIX TriCore 32 بت.

ستجدها كثيرًا في وحدات التحكم الإلكترونية التي تتحكم في محرك الاحتراق الداخلي ووحدات التحكم في ناقل الحركة وأنظمة توجيه الطاقة الكهربائية.

بصرف النظر عن المحرك وناقل الحركة ، تعتبر وحدات التحكم الإلكترونية المستندة إلى 32 بت AURIX TriCore MCU مثالية لـ ADAS ، والتحكم الذاتي في القيادة ، وإدارة سلامة القيادة ، وأتمتة الخدمات المتصلة داخل السيارة.

تتوفر وحدات المعالجة المركزية هذه في نطاق سرعة معالجة من 133 ميجاهرتز إلى 300 ميجاهرتز. توفر وحدات MCU ذاكرة فلاش بحد أدنى 0.5 ميجا بايت حتى 16 ميجا بايت.

بالمقارنة مع وحدات MCU الأخرى المذكورة أعلاه ، فهذه أكثر قوة بسبب ذاكرة SRAM المخصصة. فيما يتعلق باتصال البيانات ، تتوافق أجهزة الكمبيوتر الصغيرة مع بروتوكولات CAN و LIN و FlexRay و SPI.

رقائق وحدة نقدية أوروبية صغيرة ذات وظائف معقدة

الآن بعد أن تعرفت على عدد قليل من وحدات التحكم الدقيقة في وحدة التحكم الإلكترونية ، قد تفكر في أن هذه الرقائق أقل قوة من وحدة المعالجة المركزية للكمبيوتر المنزلي. هذا صحيح لأنهم يحتاجون إلى تشغيل بعض الرموز المحددة مسبقًا ، وفي معظم الحالات ، لا يزيد حجم هذه الرموز عن ميغا بايت واحد.

ومع ذلك ، ستجد دائمًا أكثر من وحدة تحكم إلكترونية واحدة برموز برنامج مختلفة للسيارة بأكملها. ستساعدك معرفة المزيد عن وحدة التحكم الإلكترونية في سيارتك على العناية المناسبة بالسيارة وتغذية خلايا دماغك إذا كنت من عشاق السيارات.

أفضل 12 قناة على YouTube لمكسرات السيارات

يوتيوب مليء بقنوات السيارات الممتازة والمفيدة. إليك أفضل قنوات YouTube لمكسرات السيارات.

اقرأ التالي

عن المؤلف