Stel je voor dat het grote infotainmentscherm van je auto plotseling zwart wordt, terwijl de motor soepel blijft draaien. Je tikt op de A/C-knop op het scherm; de temperatuurinstelling verandert niet, maar je hoort de compressor duidelijk draaien. Veel autobezitters hebben dit soort ontkoppeling ervaren.
Om te begrijpen wat hier aan de hand is, moet je eerst onderscheid maken tussen twee componenten die vaak met elkaar verward worden: de ECU en de MCU.
Een ECU is een compleet besturingsbord, terwijl een MCU een specifieke chip is die zich op dat bord bevindt.
Elektronische regeleenheid (ECU)
ECU staat voor Electronic Control Unit. Het is een complete printplaat-met schakelingen, chips en interfaces-in een plastic behuizing. Je vindt er een naast de motor, een andere bij de transmissie en verschillende andere verstopt in de autodeuren.
De MCU ontraadselen: wat is een MCU?
MCU staat voor Microcontroller Unit; het is de kernchip *in* de ECU. Een MCU integreert een CPU, geheugen en invoer/uitvoerinterfaces op een enkele chip ter grootte van een vingernagel. Elke ECU bevat minimaal één MCU-chip.
Om een analogie te gebruiken: als de ECU een compleet computersysteem is (inclusief het moederbord, de voeding en de behuizing), is de MCU de CPU-chip in dat systeem.
Eén voertuig bevat tientallen of zelfs honderden ECU's, en elke ECU herbergt minstens één MCU.
Traditionele voertuigen maken gebruik van een gedistribueerde architectuur waarbij aan elke functie een onafhankelijke ECU wordt toegewezen. Er zijn afzonderlijke eenheden voor de motor, transmissie, airconditioning en ramen-die elk autonoom werken. Een gemiddelde gezinsauto heeft doorgaans tussen de 70 en 100 ECU. Hoge-modellen hebben nog meer; de BMW 7 Serie uit 2015 gebruikte bijvoorbeeld ongeveer 140 ECU's.
Elke ECU bevat een interne MCU-chip om verwerkingstaken uit te voeren. Het aantal MCU's in een voertuig komt dus grofweg overeen met het aantal ECU's.
[Afbeelding]
Deze ECU's hebben duidelijk gedefinieerde rollen. De motor-ECU beheert de brandstofinjectie en ontsteking; de A/C ECU bestuurt de compressor en de ventilator; en de carrosserie-ECU bedient de ramen, deursloten en ruitenwissers. De MCU binnen elke ECU is verantwoordelijk voor het uitvoeren van de specifieke besturingslogica van die module: het verzamelen van sensorgegevens, het uitvoeren van berekeningen en het geven van opdrachten.
In een cockpit-domeincontroller bevindt zich naast de SoC (System on Chip) die het grote Android-display aanstuurt, ook een onafhankelijke MCU. In moderne slimme cockpits staat het bord achter het grote display bekend als de 'cockpitdomeincontroller'. Dit bord bevat twee kernchips: een SoC (System-on-Chip) met Android voor het verwerken van het grote scherm en de applicaties, en een aparte MCU (Microcontroller Unit) speciaal voor communicatie en besturingstaken op laag- niveau.
De Android SoC kan niet rechtstreeks communiceren met de CAN-bus van het voertuig. Wanneer u op het grote display op "Set A/C to 24 degree" tikt, wordt het commando eerst naar de cockpit-MCU gestuurd; de MCU vertaalt het naar een formaat dat de CAN-bus herkent en stuurt het door naar de A/C ECU. Omgekeerd worden gegevens zoals temperatuur en ventilatorsnelheid die door de airco-ECU worden teruggekoppeld, via dezelfde MCU teruggestuurd naar het grote display.
"Sleep Cockpit": de meest fantasierijke autofunctie|Verzameling 2021|Sohu Auto
Daarnaast beheert de cockpit-MCU nog twee andere functies: aan-/uit-/slaapsequenties en bedieningselementen op het stuur.
Wanneer u op de "Start"-knop drukt, wordt de cockpit-MCU eerst wakker en worden de verschillende modules achtereenvolgens ingeschakeld. Wanneer u de auto op slot doet en wegloopt, gaat de cockpit-MCU als laatste naar de slaapmodus, waardoor de benodigde systemen worden uitgeschakeld. Signalen van stuurwielknoppen-zoals volume, nummer overslaan en spraakopdrachten-gaan ook door deze MCU voordat ze worden doorgestuurd.
Als een firmware-update voor de MCU ervoor zorgt dat de airconditioning tijdelijk niet goed functioneert, ligt het probleem dus bij de cockpit-MCU en niet bij de airco-ECU.
Veel autobezitters zijn dit scenario tegengekomen: na een OTA-update of een softwareflash bij de dealer reageren de airconditioningknoppen op het grote display niet meer en kan de temperatuur niet worden aangepast. Toch blijft de aircocompressor draaien en blijft de ventilator lucht blazen.
De reden is simpel: tijdens het knipperproces gaat de cockpit-MCU naar de "flitsmodus" en pauzeert de verzending en ontvangst van CAN-berichten. Commando's voor temperatuuraanpassing die op het display worden getikt, kunnen niet worden verzonden, zodat de airco-ECU ze nooit ontvangt; Op dezelfde manier kunnen statusupdates van de A/C ECU niet worden teruggestuurd, zodat het display deze niet kan weergeven. Ondertussen blijft de MCU in de airco-ECU normaal werken-hardwarecomponenten zoals de compressor en ventilator blijven werken zoals bedoeld-maar het grote display verliest de controle erover.
Zodra het knipperen is voltooid en de cockpit-MCU opnieuw is opgestart, wordt de buscommunicatie hersteld en keert de bediening via het grote display terug naar normaal.
Dit illustreert een belangrijk punt: een slimme cockpit is veel complexer dan alleen een groot display gecombineerd met een Android-box. De MCU achter het scherm fungeert als hub die de communicatie tussen de cockpit en het hele voertuig mogelijk maakt. Terwijl het grote display als ‘gezicht’ fungeert, functioneert de MCU als het ‘zenuwstelsel’.
Afbeelding
De industrie verschuift van een ‘één functie, één ECU’-model naar een ‘één domeincontroller die een cluster van ECU’s beheert’.
Onder traditionele gedistribueerde architecturen resulteert het enorme aantal ECU's in kabelbomen met een totale lengte van meer dan 4 kilometer en een gewicht tussen 50 en 70 kilogram. De huidige trend bestaat uit het consolideren van meerdere ECU's in domeincontrollers-die het cockpitdomein, het intelligente rijdomein en het carrosseriedomein bestrijken. Vooruitkijkend zal de architectuur evolueren naar een gecentraliseerd computerplatform gecombineerd met zonale controllers.
Hoewel het totale aantal ECU’s afneemt, blijft de vraag naar MCU-chips onverminderd bestaan; domeincontrollers hebben nog steeds MCU's nodig voor realtime controle- en communicatiegatewayfuncties. MCU's worden niet vervangen; de manier waarop ze worden geïmplementeerd verandert eenvoudigweg.
