網(wǎng)絡(luò)、智能與安全是汽車電子的未來

汽車電子正朝著網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向發(fā)展，電子控制裝置將通過CAN總線提供穩(wěn)定、可靠的低成本網(wǎng)絡(luò)連接；電機(jī)、開關(guān)、傳感器和車燈等則通過本地互連網(wǎng)絡(luò)(LIN)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。飛思卡爾解決方案包括：基于8位908MCU的CAN/LIN總線車門控制方案、車燈控制方案、CAN/LIN網(wǎng)絡(luò)解決方案；以9S12C32 16位控制器LIN主控制器控制方向盤、車燈開關(guān)、空調(diào)風(fēng)機(jī)控制 (LIN Slave HVAC Blower)、空調(diào)風(fēng)門 (LIN Slave HVAC Damper Door)和儀表 (LIN Slave Cluster)等。

飛思卡爾汽車及標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品部業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理 康曉敦
　　
汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

汽車制造商和一級(jí)供應(yīng)商面臨日益復(fù)雜的安全性、動(dòng)力總成、底盤和車身系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一的問題。諸如線控、碰撞避免、輔助駕駛等新興系統(tǒng)都需要一個(gè)能以可預(yù)測(cè)的可靠方式提供極高數(shù)據(jù)速率的網(wǎng)絡(luò)。MOST可支持高數(shù)據(jù)速率，然而，其網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)則是專為連接車內(nèi)多媒體設(shè)計(jì)的。CAN網(wǎng)絡(luò)能連接幾個(gè)ECU，而通常的數(shù)據(jù)速率僅為125 k~1 Mbit/s。此外，CAN還采用優(yōu)先仲裁來進(jìn)行消息傳輸，這就意味著低優(yōu)先級(jí)的消息總是在高優(yōu)先級(jí)的消息之后進(jìn)行傳輸，只有最高優(yōu)先級(jí)的消息才能得到傳輸保證。相對(duì)較低的數(shù)據(jù)速率以及容錯(cuò)功能的缺乏使CAN無法適應(yīng)較高級(jí)的應(yīng)用(如線控系統(tǒng))，而LIN從本質(zhì)上講則是一種用于連接CAN的價(jià)格便宜且速度相對(duì)較慢的子網(wǎng)絡(luò)，它無法達(dá)到下一代車輛中采用的高級(jí)安全系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)速率。

FlexRay協(xié)議以一種高速、確定性的容錯(cuò)通信技術(shù)來滿足此類需求。FlexRay專為車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，它不會(huì)替代任何現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，而是與已經(jīng)成熟的系統(tǒng)配合使用，如控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(CAN)、局域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(LIN)和媒體導(dǎo)向系統(tǒng)傳輸(MOST)。FlexRay可控制先進(jìn)的電子安全系統(tǒng)，如線控制動(dòng)和線控轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。FlexRay技術(shù)是確定性的雙信道架構(gòu)，每個(gè)信道的總數(shù)據(jù)速率高達(dá)10 Mbit/s。由于兩個(gè)信道都在獨(dú)立運(yùn)行，因此總數(shù)據(jù)速率可達(dá)到20 Mbit/s，至少是CAN網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)速率的20倍。確定性意味著不會(huì)依靠任何機(jī)遇。FlexRay由時(shí)間觸發(fā)，并且完全可預(yù)測(cè)，不受任何外界影響。這對(duì)需要始終如一、絕對(duì)可靠的高速性能的安全應(yīng)用來說至關(guān)重要。
　　
汽車安全性

汽車安全性是集成電路設(shè)計(jì)師面臨的一大挑戰(zhàn)。新型汽車安全系統(tǒng)越來越智能化和自動(dòng)化，而技術(shù)挑戰(zhàn)也越來越嚴(yán)峻。比如說，安全氣囊系統(tǒng)是從最初采用的單個(gè)駕駛員側(cè)系統(tǒng)逐步演進(jìn)而來的。飛思卡爾擁有廣泛的中高級(jí)加速度傳感器和相關(guān)的控制技術(shù)，能提供更復(fù)雜的安全氣囊系統(tǒng)，包括前部和側(cè)面碰撞保護(hù)以及其他頭部和膝蓋防護(hù)。以輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS)為例，直接的輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)需要非常長(zhǎng)的電池使用壽命，一般為7~10年。由于電池位于輪胎內(nèi)，所以笨重的電池不在可選之列，并且必須認(rèn)真考慮測(cè)量和傳輸?shù)念l率。此外，還必須選擇低功耗的組件。輪胎內(nèi)的環(huán)境對(duì)于暴露到空氣中的電子產(chǎn)品和硅壓力傳感器來說非?？量?，介質(zhì)保護(hù)對(duì)產(chǎn)品的生存能力以及熱特性也非常重要。飛思卡爾的輪胎壓力監(jiān)測(cè)解決方案MPXY8300，它由電容性壓力傳感元件、溫度傳感組件、MCU、RF、加速度傳感器和具有喚醒功能的接口電路組成，所有這些集成在一塊芯片上。該芯片安裝在飛思卡爾的超小型封裝(SSOP)內(nèi)。SSOP的尺寸和增強(qiáng)型介質(zhì)保護(hù)功能使其成為氣門嘴或輪胎上安裝的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS)遠(yuǎn)程傳感模塊的理想封裝解決方案。

高級(jí)信息娛樂系統(tǒng)

采用新興顯示技術(shù)的高級(jí)信息娛樂系統(tǒng)逐漸將汽車電子的儀表盤轉(zhuǎn)變成先進(jìn)的信息和娛樂中心。駕駛信息系統(tǒng)(DIS)和遠(yuǎn)程信息處理技術(shù)日益體現(xiàn)出消費(fèi)電子行業(yè)與汽車電子行業(yè)的融合。移動(dòng)電話、尋呼機(jī)、PDA、藍(lán)牙連接、WEB服務(wù)器、全球定位系統(tǒng)(GPS)、游戲系統(tǒng)和其他一些個(gè)人通信和生產(chǎn)力工具都可以通過與現(xiàn)有汽車電子系統(tǒng)相集成，而越來越適合汽車應(yīng)用。同時(shí)，這些又為汽車制造商帶來了新的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。由于通信標(biāo)準(zhǔn)不同，電氣需求不同，軟硬件平臺(tái)不同，車內(nèi)環(huán)境要求非?？量?，又必須與車內(nèi)的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相兼容，因此設(shè)計(jì)師需要滿足所有這些標(biāo)準(zhǔn)。飛思卡爾提供可擴(kuò)展的儀表硬件和軟件平臺(tái)滿足信息娛樂系統(tǒng)的要求，而這些要求會(huì)因不同汽車生產(chǎn)商和不同區(qū)域而存在差異，包括利用Amadeus媒體處理器研發(fā)的便攜式和車載MP3音頻解決方案，基于Power Architecture 的mobileGT平臺(tái)的Telematics/車載信息娛樂方案，以及多聲道環(huán)繞Onyx DSP聲音頻方案。