Представьте себе, что большой экран информационно-развлекательной системы вашего автомобиля внезапно гаснет, но двигатель продолжает работать ровно. Вы нажимаете кнопку кондиционера на экране; установка температуры не меняется, но отчетливо слышен работа компрессора. Многие автовладельцы сталкивались с подобным отключением.
Чтобы понять, что здесь происходит, сначала нужно различать два компонента, которые часто путают: ECU и MCU.
ЭБУ — это полноценная плата управления, тогда как MCU — это конкретная микросхема, расположенная на этой плате.
Электронный блок управления (ЭБУ)
ЭБУ означает электронный блок управления. Это полноценная печатная плата,-содержащая схемы, микросхемы и интерфейсы,-размещенная в пластиковом корпусе. Вы найдете один рядом с двигателем, другой возле трансмиссии и еще несколько в дверях машины.
Демистификация MCU: что такое MCU?
MCU означает блок микроконтроллера; это основной чип *внутри* ЭБУ. MCU объединяет процессор, память и интерфейсы ввода/вывода на одном чипе размером с ноготь. Каждый ECU содержит по крайней мере один чип MCU.
Если использовать аналогию: если ECU представляет собой полную компьютерную систему (включая материнскую плату, блок питания и корпус), то MCU — это микросхема ЦП внутри этой системы.
В одном автомобиле содержатся десятки или даже сотни ЭБУ, и в каждом ЭБУ находится как минимум один микроконтроллер.
Традиционные автомобили используют распределенную архитектуру, в которой каждая функция назначается независимому ЭБУ. Существуют отдельные блоки для двигателя, трансмиссии, кондиционера и окон,-каждый из которых работает автономно. Средний семейный автомобиль обычно имеет от 70 до 100 ЭБУ. У моделей высокого класса-еще больше; Например, в BMW 7 серии 2015 года использовалось около 140 блоков управления двигателем.
Каждый ECU содержит внутренний чип MCU для выполнения задач обработки. Следовательно, количество MCU в автомобиле примерно соответствует количеству ECU.
[Изображение]
Эти ЭБУ имеют четко определенные роли. ЭБУ двигателя управляет впрыском топлива и зажиганием; ЭБУ кондиционера управляет компрессором и вентилятором; ЭБУ кузова управляет окнами, дверными замками и дворниками. MCU в каждом ECU отвечает за выполнение конкретной логики управления этого модуля: сбор данных датчиков, выполнение вычислений и выдачу команд.
В контроллере домена кабины, наряду с SoC (системой на кристалле), питающей большой дисплей Android, имеется также независимый MCU. В современных интеллектуальных кабинах плата, расположенная за большим дисплеем, известна как «контроллер домена кабины». На этой плате размещены два основных чипа: SoC (система-на-чипе) под управлением Android для управления большим дисплеем и приложениями, а также отдельный MCU (микроконтроллер), предназначенный для связи и задач управления низкого-уровня.
Android SoC не может напрямую взаимодействовать с шиной CAN автомобиля. Когда вы нажимаете «Установить кондиционер на 24 градуса» на большом дисплее, команда сначала отправляется в MCU кабины; MCU переводит его в формат, который распознает шина CAN, и передает его в ЭБУ кондиционера. И наоборот, такие данные, как температура и скорость вращения вентилятора, поступающие от ЭБУ кондиционера, передаются обратно на большой дисплей через тот же MCU.
«Спящая кабина»: самая изобретательная автомобильная особенность|Обзор 2021 года|Соху Авто
Помимо этого, MCU кабины управляет двумя другими функциями: последовательностями включения-включения/сна и управлением рулевым колесом.
Когда вы нажимаете кнопку «Пуск», MCU кабины первым просыпается и последовательно включает различные модули. Когда вы запираете автомобиль и уходите, MCU кабины последним переходит в спящий режим, отключая необходимые системы. Сигналы от кнопок рулевого колеса-такие как громкость, пропуск треков и голосовые команды-также проходят через этот MCU перед пересылкой.
Таким образом, если обновление прошивки MCU приводит к временному сбою в работе кондиционера, проблема связана с MCU кабины, а не с ЭБУ кондиционера.
Многие автовладельцы сталкивались с такой ситуацией: после ОТА-обновления или прошивки программного обеспечения в автосалоне кнопки кондиционера на большом дисплее перестают реагировать, и невозможно отрегулировать температуру. Тем не менее, компрессор кондиционера продолжает работать, а вентилятор продолжает дуть воздух.
Причина проста: в процессе прошивки MCU кабины переходит в «режим прошивки» и приостанавливает передачу и прием CAN-сообщений. Команды регулировки температуры, нажатые на дисплее, не могут быть отправлены, поэтому ЭБУ кондиционера никогда их не получает; Аналогично, обновления состояния из ЭБУ кондиционера не могут быть переданы обратно, поэтому дисплей не может их отображать. При этом MCU внутри ЭБУ кондиционера продолжает работать нормально-аппаратные компоненты, такие как компрессор и вентилятор, продолжают работать должным образом-, но большой дисплей теряет над ними контроль.
После завершения прошивки и перезагрузки MCU кабины связь по шине восстанавливается, и управление через большой дисплей возвращается в нормальное состояние.
Это иллюстрирует ключевой момент: умная кабина гораздо сложнее, чем просто большой дисплей в сочетании с устройством Android. MCU, расположенный за экраном, служит концентратором, обеспечивающим связь между кабиной и всем автомобилем. В то время как большой дисплей действует как «лицо», MCU функционирует как «нервная система».
Изображение
Отрасль переходит от модели «одна функция, один ECU» к подходу «один контроллер домена, управляющий кластером ECU».
В традиционных распределенных архитектурах из-за большого количества блоков управления общая длина жгутов превышает 4 километра, а вес составляет от 50 до 70 килограммов. Текущая тенденция предполагает объединение нескольких ЭБУ в контроллеры домена,-охватывающие область кабины, область интеллектуального вождения и область тела. В будущем архитектура будет развиваться в направлении централизованной вычислительной платформы в сочетании с зональными контроллерами.
Хотя общее количество ЭБУ сокращается, спрос на микросхемы MCU остается неизменным; контроллерам домена по-прежнему требуются микроконтроллеры для-управления в реальном времени и функций шлюза связи. MCU не будут заменены; скорее, просто меняется способ их реализации.
