汽車電子技術(shù)創(chuàng)新加快汽車變革步伐

　　PSI5是專門用于安全氣囊系統(tǒng)的二線接口。曼徹斯特編碼的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸可實(shí)現(xiàn)125kbps的數(shù)據(jù)傳輸速度、高EMC魯棒性和低輻射。除了規(guī)定各種傳感器供電電流之外，協(xié)議還支持備用的連接(參見圖5)。

　　飛思卡爾半導(dǎo)體(Freescale)最近推出的MMA5xxxW加速度計(jì)是一款采用無引腳方形扁平(QFN)封裝的X軸或Z軸衛(wèi)星慣性傳感器，該傳感器與PSI5 rev 1.3標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議兼容。除了特殊的接口之外，MEMS加速度計(jì)的過阻尼設(shè)計(jì)還提供防止寄生振動(dòng)的保護(hù)，以獲得更魯棒的正面和側(cè)面安全氣囊解決方案。與其它基于SOIC的可用設(shè)計(jì)相比，QFN封裝可提供更小的電路板空間。

2. 攝像頭和雷達(dá)傳感器

　　當(dāng)今汽車中最復(fù)雜的傳感器可能是能夠拓寬?cǎi){駛員視野的傳感器。攝像頭和雷達(dá)傳感器通常應(yīng)用于高端汽車中，但是多家供應(yīng)商正在致力于拓寬這些傳感器在汽車中的應(yīng)用范圍。Delphi、TRW和Continental公司采用的技術(shù)各不相同。

　　Delphi公司在其停車引導(dǎo)系統(tǒng)中使用了后視攝像頭，而不是超聲波傳感器。該公司聲稱，該系統(tǒng)是停車問題的低成本解決方案。高級(jí)算法獲取攝像頭提供的信息，然后確定是否有足夠的停車空間并計(jì)算后退路徑。駕駛員接收語言形式的停車逐步指示和汽車顯示屏上的視覺指示?？蓴U(kuò)展性使系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)各種停車輔助方案，這取決于汽車制造商的要求。

　　TRW公司希望其AC100 24GHz雷達(dá)技術(shù)能夠讓其碰撞減輕制動(dòng)(CMB)系統(tǒng)應(yīng)用于廣闊的汽車市場(chǎng)中，該雷達(dá)傳感器的價(jià)格為77 GHz雷達(dá)傳感器價(jià)格的一半左右。TRW的CMB技術(shù)用于解決城市交通和交通堵塞引起的問題，該技術(shù)應(yīng)用于近距離(6-7米，即20-23英尺)。在該距離內(nèi)，可以通過制動(dòng)以有限的減速將速度降低20kph (12.4 mph)，從而防止發(fā)生碰撞。

　　在150m(492英尺)的范圍內(nèi)，24GHz的雷達(dá)還能支持自適應(yīng)巡航控制等駕駛輔助功能。這使得該技術(shù)能夠用于車速高達(dá)160kph(99.4mph)的高速公路上。城市和高速駕駛相結(jié)合可以滿足當(dāng)今大眾市場(chǎng)汽車的諸多需求。

　　整合雷達(dá)和基于攝像頭的視覺傳感器的優(yōu)勢(shì)已在多款汽車中得以體現(xiàn)。不過，Continental公司的工程師正在力圖通過整合來進(jìn)一步防止事故的發(fā)生。在制動(dòng)空間不足的實(shí)例中，駕駛員圍繞障礙物轉(zhuǎn)向以便防止碰撞的能力可提供另一種防撞備選方案。Continental公司的緊急轉(zhuǎn)向輔助概念利用來自雷達(dá)的長(zhǎng)距離信息，有望增加來自攝像頭系統(tǒng)的視頻圖像，這與已用于智能大燈控制的做法比較類似。這種整合可在高速公路上為駕駛員提供范圍較遠(yuǎn)的威脅評(píng)估。

　　EPS和ESC配合使用時(shí)，駕駛員可以向右側(cè)或左側(cè)轉(zhuǎn)向，避免發(fā)生碰撞(特別是在始料未及的停車情況下)。ESC的滾動(dòng)旨在快速轉(zhuǎn)向操作時(shí)使汽車保持在路面上，并通過選擇性地將最初的制動(dòng)壓力施加到各個(gè)車輪上來穩(wěn)定汽車。由于用于ESA的所需元器件已在許多汽車中得以應(yīng)用，因此Continental公司的工程師自信地認(rèn)為，汽車制造商能夠以相對(duì)便宜的價(jià)位實(shí)現(xiàn)這一功能(參見圖6)。

圖6： Continental的緊急轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)顯示了EPS如何與其他車載系統(tǒng)協(xié)作以避免事故。

　　如今的汽車依賴針對(duì)各種應(yīng)用的多種無線技術(shù)，范圍涵蓋傳統(tǒng)廣播無線信號(hào)、遙控鑰匙(RKE)、輪胎氣壓監(jiān)測(cè)、雙向藍(lán)牙、WiFi、蜂窩、專用短距離通信(DSRC)連接等。越來越多地使用無線設(shè)備與技術(shù)進(jìn)步和利用最新無線功能的不懈努力有著直接關(guān)系。于是，遠(yuǎn)程信息處理和車載信息娛樂的角色繼續(xù)在汽車領(lǐng)域中得到拓展。

1. 改進(jìn)的無線技術(shù)

　　隨著為汽車開發(fā)新通信系統(tǒng)的工作的不斷推進(jìn)，IC供應(yīng)商正在瞄準(zhǔn)諸多現(xiàn)有的無線應(yīng)用。當(dāng)然，集成的優(yōu)勢(shì)在最新的IC中非常明顯，它可以在更小的空間內(nèi)提供更多的功能，并降低總系統(tǒng)成本。Atmel的用于混合密鑰應(yīng)用的單芯片高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)-128發(fā)動(dòng)機(jī)防盜系統(tǒng)和RKE微控制器就是這樣一個(gè)例子。ATA5795特別針對(duì)同一鑰匙中集成了發(fā)動(dòng)機(jī)防盜系統(tǒng)和RKE功能的大批量單向汽車鑰匙。

　　內(nèi)置ATA5795的鑰匙與汽車中的接收器通信(圖7)。ATA5795中的N分頻發(fā)射器覆蓋315MHz和433MHz頻帶。AES-128加密引擎同時(shí)用于發(fā)動(dòng)機(jī)防盜系統(tǒng)和RKE功能，可在兩個(gè)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)類似的安全方案。5mm×5mm的QFN封裝中可容納所有的芯片集成電路及其超低功耗的AVR內(nèi)核，因此適合鑰匙的小電路板空間。

　　借助現(xiàn)有FM和AM收音機(jī)頻道的增強(qiáng)音質(zhì)、更多的編程選擇和新無線數(shù)據(jù)服務(wù)，iBiquity的高清廣播技術(shù)現(xiàn)已被13家汽車品牌所擁有的70多條汽車生產(chǎn)線采納。作為響應(yīng)，意法半導(dǎo)體開發(fā)了一種可滿足與日俱增的高清廣播技術(shù)市場(chǎng)的芯片組。這個(gè)端到端解決方案將基帶接收器(STA680)與RF前端IC(TDA7706)整合在一起。此外，這種組合通過包含Conditional訪問支持和雙通道應(yīng)用(HD Radio 1.5)的特性，從而拓展了高清廣播接收器的功能。

　　STA680可同時(shí)解調(diào)來自兩個(gè)TDA7706的兩個(gè)不同的高清廣播流。該芯片組通過雙音頻流處理來滿足單通道和雙通道高清應(yīng)用的需求。在雙通道配置中，系統(tǒng)可以同時(shí)解調(diào)來自第一個(gè)廣播頻道的音頻和數(shù)據(jù)以及來自第二個(gè)廣播頻道的數(shù)據(jù)(圖8)。它還可以接收來自一個(gè)頻道的音頻內(nèi)容，同時(shí)獲取來自另一個(gè)頻道的交通或天氣數(shù)據(jù)。

圖8：STA680 RF前端IC能夠同時(shí)解調(diào)來自兩個(gè)獨(dú)立射頻通道音頻和數(shù)據(jù)，從而為高清廣播用戶提供更多的收聽選擇。

　　該芯片組內(nèi)置在Alps Electric模塊中，并被iBiquity Digital公司確認(rèn)為可滿足全面的性能要求。

2. 汽車面臨的無線技術(shù)難題

　　盡管可用的無線技術(shù)很多，但是一些車主可能并不滿足于OEM提供的這些無線技術(shù)，他們也可能傾向于用一些最新的無線技術(shù)更新舊汽車?？赡茏畲蟮碾y題之一在于在常規(guī)通信時(shí)或者汽車靠近蜂窩基站邊沿時(shí)缺少可用的手機(jī)信號(hào)。另一個(gè)必須解決的問題是讓后座乘客在行車時(shí)保持安靜。

　　Wilson Electronics公司的Sleek手機(jī)信號(hào)增強(qiáng)器可放大發(fā)送至和來自北美蜂窩基站的信號(hào)。該信號(hào)增強(qiáng)器(器件號(hào)815226)的工作頻率為800MHz(蜂窩)和1900MHz (PCS)頻帶，該器件可減少掉線，擴(kuò)大信號(hào)范圍，并提高數(shù)據(jù)速率。完整的系統(tǒng)套件包括一個(gè)適合各種蜂窩手機(jī)和智能手機(jī)形狀的支架，一根天線和一個(gè)電源適配器(圖9)。

改善汽車連接體驗(yàn)的無線技術(shù)

　　車頂天線可接收來自蜂窩基站的信號(hào)，并將該信號(hào)通過數(shù)據(jù)線傳送到支架。信號(hào)增強(qiáng)后，Sleek的內(nèi)置天線將信號(hào)發(fā)送至蜂窩手機(jī)。此過程為雙向過程，因此蜂窩手機(jī)可將增強(qiáng)的信號(hào)發(fā)送回蜂窩基站。

　　815226的增益為20db(最大輸出功率為1.82W或32.6dBm)，噪聲系數(shù)為3.0dB(標(biāo)稱值)。該器件符合蜂窩設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，已獲得美國(guó)聯(lián)邦電信委員會(huì)的承認(rèn)，且滿足加拿大工業(yè)部的要求。

　　iSuppli公司汽車研究部副總裁Phil Magney表示，后座娛樂(RSE)系統(tǒng)的數(shù)量和復(fù)雜程度正變得越來越高。根據(jù)iSuppli車載數(shù)字娛樂門戶網(wǎng)站的分析，Magney預(yù)計(jì)截至2015年OEM RSE的交付量將從2009年的310萬部增長(zhǎng)到560萬部。并且這種增長(zhǎng)的基礎(chǔ)并不僅僅依靠DVD播放機(jī)的增長(zhǎng)。不斷增長(zhǎng)的選擇方案列表包括游戲機(jī)系統(tǒng)、品牌音頻、高清廣播、USB、MP3連接、移動(dòng)電視、更大的顯示屏尺寸和WiFi。

　　娛樂設(shè)備的發(fā)展將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出為小孩解悶這一范疇，不過低齡后座乘客仍將是這些產(chǎn)品的主要使用者。為了讓低齡兒童擺脫有線的困擾，Kidz Gear引進(jìn)了針對(duì)小孩的IR68KG02無線汽車耳機(jī)。

　　如果汽車不附帶針對(duì)兒童的無 線耳機(jī)，或者安裝了后裝系統(tǒng)，紅外(IR)無 線耳機(jī)則可以為這些低齡兒童提供適合的尺寸。該耳機(jī)與具有單通道內(nèi)置IR DVD/視頻系統(tǒng)的美國(guó)汽車兼容，可在耳機(jī)上提供獨(dú)立的音量控制，空閑時(shí)可自動(dòng)關(guān)斷。使用IR技術(shù)可以避免不斷增長(zhǎng)的RF無線信號(hào)可能造成的干擾。