Predstavte si, že veľká obrazovka infotainmentu vášho auta zrazu stmavne, no motor stále beží hladko. Ťuknete na tlačidlo A/C na obrazovke; nastavenie teploty sa nemení, ale môžete zreteľne počuť, ako kompresor beží. Mnoho majiteľov áut zažilo tento druh odpojenia.
Aby ste pochopili, čo sa tu deje, musíte najprv rozlíšiť medzi dvoma komponentmi, ktoré sa často zamieňajú: ECU a MCU.
ECU je kompletná riadiaca doska, zatiaľ čo MCU je špecifický čip umiestnený na tejto doske.
Elektronická riadiaca jednotka (ECU)
ECU je skratka pre Electronic Control Unit. Ide o kompletnú obvodovú dosku-obsahujúcu obvody, čipy a rozhrania-umiestnené v plastovom obale. Jeden nájdete vedľa motora, ďalší pri prevodovke a niekoľko ďalších zastrčených vo dverách auta.
Demystifikácia MCU: Čo je MCU?
MCU znamená Microcontroller Unit; je to hlavný čip *vo vnútri* ECU. MCU integruje CPU, pamäť a vstupné/výstupné rozhrania do jedného čipu veľkosti nechta. Každá ECU obsahuje aspoň jeden čip MCU.
Aby sme použili analógiu: ak je ECU kompletný počítačový systém (vrátane základnej dosky, napájacieho zdroja a krytu), MCU je čip CPU v tomto systéme.
Jedno vozidlo obsahuje desiatky alebo dokonca stovky ECU a každá ECU obsahuje aspoň jeden MCU.
Tradičné vozidlá využívajú distribuovanú architektúru, kde je každej funkcii priradená nezávislá ECU. Existujú samostatné jednotky pre motor, prevodovku, klimatizáciu a okná-, z ktorých každá funguje autonómne. Priemerný rodinný automobil má zvyčajne 70 až 100 ECU. Špičkové-modely majú ešte viac; BMW radu 7 z roku 2015 napríklad využívalo približne 140 ECU.
Každá ECU obsahuje interný čip MCU na spracovanie úloh. V dôsledku toho počet MCU vo vozidle približne zodpovedá počtu ECU.
[obrázok]
Tieto ECU majú jasne definované úlohy. ECU motora riadi vstrekovanie paliva a zapaľovanie; A/C ECU riadi kompresor a ventilátor; a ECU karosérie ovláda okná, zámky dverí a stierače čelného skla. MCU v rámci každej ECU je zodpovedná za vykonávanie špecifickej riadiacej logiky tohto modulu: zhromažďovanie údajov snímača, vykonávanie výpočtov a vydávanie príkazov.
V radiči domény v kokpite je popri SoC (System on Chip), ktorý poháňa veľký displej Android, aj nezávislý MCU. V moderných inteligentných kokpitoch je doska umiestnená za veľkým displejom známa ako „ovládač domény kokpitu“. Táto doska obsahuje dva základné čipy: SoC (System-on{3}}Chip) so systémom Android na obsluhu veľkého displeja a aplikácií a samostatný MCU (Microcontroller Unit) určený na komunikáciu a úlohy nízkej{4}}úrovne riadenia.
Android SoC nemôže komunikovať priamo so zbernicou CAN vozidla. Keď klepnete na „Nastaviť klimatizáciu na 24 stupňov“ na veľkom displeji, príkaz sa najskôr odošle do MCU v kokpite; MCU ho preloží do formátu, ktorý zbernica CAN rozpozná, a odošle ho do ECU klimatizácie. Naopak, údaje, ako je teplota a rýchlosť ventilátora spätne dodávané A/C ECU, sa prenášajú späť na veľký displej cez ten istý MCU.
"Kokpit spánku": Najnápaditejšia funkcia auta|Súhrn 2021|Sohu Auto
Okrem toho riadi MCU v kokpite dve ďalšie funkcie: sekvencie napájania{0}}zapínania a spánku a ovládanie na volante.
Keď stlačíte tlačidlo „Štart“, MCU v kokpite sa prebudí ako prvé a postupne zapne rôzne moduly. Keď zamknete auto a odídete, MCU v kokpite prejde do režimu spánku ako posledný, čím sa vypínajú potrebné systémy. Signály z tlačidiel na volante-ako napríklad hlasitosť, preskakovanie skladieb a hlasové príkazy-prechádzajú cez tento MCU predtým, než sú preposlané.
Ak teda aktualizácia firmvéru MCU spôsobí dočasnú poruchu klimatizácie, problém spočíva v MCU v kokpite, nie v ECU klimatizácie.
Mnohí majitelia áut sa stretli s týmto scenárom: po aktualizácii OTA alebo bliknutí softvéru u predajcu prestanú tlačidlá klimatizácie na veľkom displeji reagovať a teplota sa nedá nastaviť. Kompresor klimatizácie však stále beží a ventilátor naďalej fúka vzduch.
Dôvod je jednoduchý: počas procesu blikania prejde MCU kokpitu do „režimu blesku“ a pozastaví vysielanie a príjem správ CAN. Príkazy nastavenia teploty poklepané na displej sa nedajú odoslať, takže ECU klimatizácie ich nikdy neprijme; takisto aktualizácie stavu z ECU klimatizácie nie je možné preniesť späť, takže ich displej nemôže zobraziť. Medzitým MCU vnútri A/C ECU naďalej normálne funguje-hardvérové komponenty, ako je kompresor a ventilátor, naďalej fungujú podľa plánu-, ale veľký displej nad nimi stráca kontrolu.
Po dokončení blikania a reštarte MCU v kokpite sa obnoví zbernicová komunikácia a ovládanie cez veľký displej sa vráti do normálu.
To ilustruje kľúčový bod: inteligentný kokpit je oveľa zložitejší ako len veľký displej spárovaný s boxom Android. MCU umiestnený za obrazovkou slúži ako rozbočovač, ktorý uľahčuje komunikáciu medzi kokpitom a celým vozidlom. Zatiaľ čo veľký displej funguje ako „tvár“, MCU funguje ako „nervový systém“.
Obrázok
Priemysel prechádza z modelu „jedna funkcia, jedna ECU“ k prístupu „jedného doménového radiča spravujúceho klaster ECU“.
V tradičnej distribuovanej architektúre je výsledkom samotného počtu ECU káblové zväzky s celkovou dĺžkou presahujúcou 4 kilometre a hmotnosťou od 50 do 70 kilogramov. Súčasný trend zahŕňa konsolidáciu viacerých ECU do doménových radičov-pokrývajúcich doménu kokpitu, doménu inteligentného riadenia a doménu tela. Pri pohľade do budúcnosti sa architektúra bude vyvíjať smerom k centralizovanej výpočtovej platforme kombinovanej so zónovými radičmi.
Hoci celkový počet ECU klesá, dopyt po čipoch MCU zostáva nezmenšený; radiče domény stále vyžadujú MCU pre{0}}riadenie v reálnom čase a funkcie komunikačnej brány. MCU sa nevymieňajú; skôr sa jednoducho mení spôsob ich implementácie.
