智能化汽車—做到什么程度才算極致？
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照片1：自左向右的代表來自：iSuppli（主持人）、Audi Research、Freescale、IPextreme、Xilinx
推動智能化發(fā)展的因素
主持人: iSuppli分析師Richard Robinson
智能化的汽車，做到什么程度才是過分？這個話題可以跟我們在購買商品時的決策過程聯(lián)系起來。在消費時，我們要考慮買什么樣的汽車、房子，這事關(guān)生活方式的問題，考慮房子離上班的地點應該有多遠等現(xiàn)實問題。在這些決策的背后，是各種使能因素和限制因素。在汽車領(lǐng)域，使能因素難以分類，因為實在太多。
如果從限制因素方面來看，成本是一個推動因素，推動人們?nèi)タ朔乩砦恢貌煌鶐淼臉藴省⑾M習慣和經(jīng)濟發(fā)展水平等方面的差異。在汽車領(lǐng)域，人們制定了嚴格的兼容性標準和指導性原則，而在IC領(lǐng)域，就不必太考慮這些方面的差異。在歐洲，外來的整車制造商必須解決各種安全性方面的法規(guī)帶來的限制，這給整個市場帶來了麻煩。特別是在歐洲，電話制造商們先把電話應用到汽車上，后來管理機構(gòu)又禁止這樣做，這就妨礙了追逐價值的推動性作用。大家關(guān)于什么是夠用的觀點隨著所處地域不同而會出現(xiàn)顯著的變化。來自于北美、歐洲和日本等發(fā)達經(jīng)濟體的會認為ABS（防抱死剎車系統(tǒng)）、氣囊、穩(wěn)定性控制和安全帶預警系統(tǒng)太過分了嗎？有些地方這些配置都已經(jīng)成為了標準。而在發(fā)展中國家，市場和經(jīng)濟實力都大不相同，對成本的敏感性更高。
電子產(chǎn)品、特別是IC的應用，使得人們能夠縮短汽車的開發(fā)周期和上市時間，提供靈活性。信息娛樂用IC方面的市場將從目前的42.6億美元增長到2012年的66億美元?？紤]到新興技術(shù)的出現(xiàn)，可以相信，我們現(xiàn)在進入了一個令人興奮的發(fā)展時期。其中信息娛樂設備和車身電子是發(fā)展特別強勁的領(lǐng)域。
智能化汽車的特點
Audi Research：顯示與傳感器部門領(lǐng)導Arne Stoschek博士
本部門現(xiàn)在隸屬美國大眾公司的電子研究試驗室。該實驗室是美國大眾公司的研發(fā)事業(yè)部的一部分。
智能化對于汽車來說意味著什么？2005年，我們贏得了雙滿貫挑戰(zhàn)賽，其中有一項比賽是針對完全自控的汽車的（照片2），在事先不知道的道路上行駛幾百英里。一支由大眾公司和其他贊助商在內(nèi)的團隊贏得了這一比賽。在實現(xiàn)了越野自動駕駛車輛后，又將出現(xiàn)能適應城市道路的自動駕駛汽車的比賽，就在2007年底前。因此汽車的智能化是一個很熱門的話題，現(xiàn)在也取得了很大的進步。
一般來說，汽車中要改進的參數(shù)是：可靠性非常重要，除此之外，還有舒適性、安全性、油耗、對環(huán)境的影響等。電子于是便成為革新的一個主要驅(qū)動力，取得的創(chuàng)新的80％以上來自于電子方面的技術(shù)進步。
電子技術(shù)對汽車業(yè)的影響是什么？技術(shù)從傳統(tǒng)的機械學轉(zhuǎn)向了機械電子學。隨著汽車的復雜性的提高，就要考慮帶來的優(yōu)點與風險、可靠性之間的相對關(guān)系。系統(tǒng)能應付的復雜性有多高？OEM（整車廠）、供應商們都對汽車電子投入了大量的資金。就大眾公司來說，去年為汽車電子開發(fā)所招募的工程師就數(shù)以千計。汽車電子意味著汽車開發(fā)中的新流程和新的商業(yè)模式。它可以帶來流程的巨大變革。
汽車電子與消費類電子有什么區(qū)別？最主要的一個區(qū)別就是壽命、工作溫度、長期可供貨性等參數(shù)方面。考察汽車電子和智能化時可以發(fā)現(xiàn)的一個挑戰(zhàn)，是與消費類電子的兼容性。下一個話題將是連接起來的汽車。你如何獲取信息？實現(xiàn)對交通的管理，智能的基礎(chǔ)設施之間的交互。駕駛員輔助：更多的車內(nèi)智能系統(tǒng)等等。從長遠來看，自動駕駛會減少駕駛的樂趣，也許會帶來社會問題。
智能化汽車的半導體方案
Freescale：汽車全球經(jīng)理Wayne Chavez
在向著自動駕駛汽車發(fā)展的潮流中，F(xiàn)reescale所專注的是對下一代系統(tǒng)影響最大的部分，即智能化、經(jīng)濟性更好的系統(tǒng)，例如減少車輛的排放。自從動力鏈中引入了電子控制的引擎管理系統(tǒng)以來，車輛的排放幾乎降低了90％。
我們也必須確保汽車本身的性能，大家知道，它應該是人的延伸，應該按照你的需求來執(zhí)行。從這種意義來來說，我們將用它們來娛樂、引導、幫助我們通信。個人通信已經(jīng)成為我們生活中的關(guān)鍵元素。坐在車里可以打電話。在很多情況下，在車輛中獲取信息顯得必不可少。隨著系統(tǒng)的發(fā)展，如何使車輛中的信息獲取變得更為安全變得重要。
Freescale所關(guān)注的焦點是汽車，我們在汽車用的敏感、計算和執(zhí)行方面形成了平臺。公司有傳感器技術(shù)、微控制器（MCU）技術(shù)、命令的模擬執(zhí)行部分。展望自動駕駛汽車，很明顯的一點是，車輛越來越復雜。以1996年的汽車為例，也許此時車內(nèi)只有6個MCU，而2008年的高檔車內(nèi)將有超過100只MCU，而且這些MCU將以各種不同的方式通過寬帶協(xié)議——如FlexRay、標準的CAN協(xié)議，或者低成本的LIN網(wǎng)絡——連接到一起。我們所面臨的挑戰(zhàn)，是如何應對系統(tǒng)進步帶來的復雜性的增長。
促成半導體部件的標準化
IPextreme：首席執(zhí)行官Warren Savage
IPextreme是一家以發(fā)放技術(shù)使用許可為業(yè)的公司。我們所作的，是把IP（知識產(chǎn)權(quán)）放在一起，構(gòu)成IP庫，提供給任何愿意購買的用戶，目前已經(jīng)建立了大型的面向汽車應用的IP庫。
前兩年，Audi等公司向一級系統(tǒng)開發(fā)商（Tier One）購買產(chǎn)品，而Tier One公司又是由半導體公司來供貨的。這些半導體公司利用有鮮明特色的IP，將其融入芯片。IPextreme的業(yè)務是，以FreeScale的FlexRay內(nèi)核為例，把FlexRay內(nèi)核提供給所有的半導體公司，這些公司可以將其融入自己的設計，設法將其增值，然后又回到供應鏈上。這是一個靈活的供應鏈，可以讓半導體公司適應Tier One不斷變化的需求，而且讓汽車公司也能適應消費者不斷變化的需求，而且保證價格在可接受的范圍之內(nèi)。
這場演化的一個方面，是向標準化的遷移。標準化為什么對于汽車來說是好事？首先標準化有助于形成生態(tài)系統(tǒng)，這又可以促成在很廣泛的、作為其基礎(chǔ)的供應商之間的互操作性，增加能參與到這個生態(tài)系統(tǒng)中的玩家的數(shù)量，取出其中的那些專有的部分，而把它們變成即插即用的技術(shù)。在這個生態(tài)系統(tǒng)中，標準化的業(yè)務模式可以確保有多個贏家。一個副產(chǎn)品是，標準化促成高效率的產(chǎn)業(yè)，它可以促成國際間的成本的降低，通過平等化的競爭來鼓勵連續(xù)的進步。對于汽車業(yè)來說，標準化還可以提高安全性，即在供應商中設立一個通行的基準線。最后，但不是最不重要的是，在汽車的標準化方面，由于汽車部件的壽命期很長，通過標準化，可以保證汽車業(yè)得到長期的部件供應，即使某個玩家倒閉了，或者轉(zhuǎn)向了下一代產(chǎn)品，也會有新的廠商能予以替代，繼續(xù)向市場上供貨。
可編程器件加快上市時間
Xilinx：汽車部總經(jīng)理Harvey Steele
Xilinx從事汽車用PLD（可編程邏輯器件）方面的業(yè)務已有3～4年。過去，主要是原型機開發(fā)，現(xiàn)在進入了批量制造。
就應用的焦點而言，我們看重那些能帶來巨大增值的業(yè)務，特別是信息娛樂裝置，導航、遠程遙控等，以及駕駛員輔助系統(tǒng)，如攝像機、雷達、光雷達（基于激光的傳感系統(tǒng)），可以由FPGA來進行很好的處理。以及駕駛員信息裝置，如混合式和可重定義的儀表盤，以及汽車網(wǎng)絡。從PLD的角度來看，更短的上市時間對于信息娛樂應用來說至關(guān)重要。某些Tier one甚至在10～12個月就完成了車載信息系統(tǒng)產(chǎn)品的上市。可編程邏輯產(chǎn)品的可擴展性和靈活性可以讓Tier One們能開發(fā)出技術(shù)平臺，這類似于OEM們?yōu)檐囕v開發(fā)的平臺戰(zhàn)略。他們可以設計一個硬件架構(gòu)，具有可擴展性和可升級性，使之能跨越OEM內(nèi)部的不同的車系，或者形成一個基礎(chǔ)架構(gòu)，并為各類OEM服務，而這只需要采用不同的編程架構(gòu)即可。
精彩問答
主持人：現(xiàn)在的汽車與甲殼蟲時代的汽車已經(jīng)不可同日而語，該有的功能都已經(jīng)有了。那么，從汽車OEM和半導體供應商的角度來看，塑造未來的汽車的使能因素和妨礙因素都是什么？是靈活性、成本、立法？還是對市場的靈敏度？
Freescale - Wayne：從使能因素的角度來看，關(guān)鍵的使能因素是IC的技術(shù)進步，如果能夠遵循摩爾定律的話，就能不斷地提高晶體管的數(shù)量、片上邏輯的密度，這使得你可以在IC上集成越來越多的功能，最終使成本下降。隨著成本的下降，你就可以推出許多高級的系統(tǒng)，許多這些系統(tǒng)是多年前就在醞釀之中的，隨著技術(shù)的進步，你們就可以不斷獲得它們。再談談MEMS技術(shù)，利用微加工技術(shù)可實現(xiàn)穩(wěn)定的系統(tǒng)。說到軟件技術(shù)，如何應對汽車架構(gòu)的復雜化？這也需要相應的工具……這些都是技術(shù)基礎(chǔ)方面，所以關(guān)鍵性的使能因素是技術(shù)的進步。
主持人：所以，你認為技術(shù)的引入是導致成本下降的推動力了？于是無論這些技術(shù)是否最終得到廣泛應用，它都能帶來成本的下降?，F(xiàn)在有許多從西方人角度提出來的技術(shù)，像LIN等技術(shù)，都已經(jīng)推廣到了中國。你們對此有什么看法？
Freescale – Wayne：如今，我們看待汽車的角度是，將其視為一種最昂貴的時尚附件，人們希望汽車能定制化，以反映出他們的風格，你在硅谷駕車的時候，就會發(fā)現(xiàn)雖然與全球其他地方?jīng)]有多大區(qū)別，但會發(fā)現(xiàn)有大量的混合動力車——普瑞斯（(Prius)）。這款車，我認為是樹立環(huán)保文化的一個范例，它在技術(shù)上也是很先進的。據(jù)我所知，普瑞斯是第一款直接包含了藍牙的車輛，一年后又增加了iPod的接口。這一現(xiàn)象是標準化所帶來的。這種即插即用使得車輛能夠被重構(gòu)，以滿足消費者的某種需求。硅谷消費者的需求可能迥異于印度。你能夠適應如此微薄的利潤——成本結(jié)構(gòu)的話，就具有了成本隨著市場變化的可擴展性。
照片3 豐田混合動力車——普瑞斯（(Prius)）
Xilinx – Harvey：在中國和印度，人們更追求的是基本的電子手段，如發(fā)動機控制、安全等等。而在北美、歐洲和日本，則看重車內(nèi)的配置。有一家tier one告訴我，安全和防護可以保證汽車能賣出去，信息技術(shù)能維持住銷售，娛樂性才是最終留住客戶的。你第一次買手機時，是為了安全性，即防止車子壞在路上，然后是同于通信，打電話、聯(lián)系業(yè)務，發(fā)短信等。現(xiàn)在人們購買則是為了看視頻、聽MP3……
所以我們看重的是如何同時滿足多方面的需求，并降低價格。標準化的好處是，大家知道，在各個公司的平臺上運行不同的OS，使用起來非常不便。因此市場呼喚標準化。
主持人：對于Audi來說，對于使能因素和禁止因素的看法是什么？你對于半導體業(yè)的看法是什么？
Audi – Arne：我們先從限制性因素開始，可靠性對于汽車來說是一件大事，因此法律規(guī)定了某些共有的功能特色，這就帶來了成本。這與消費類電子形成了鮮明對比：手機壞了，你去找相應的公司就行；而汽車出了故障，則消費者的多項權(quán)益將受損，所以法律規(guī)定了許多責任。汽車必須在很冷和很熱的地方都能工作，要承受各種極端情形，這些方面的指標是非常重要的。
還有成本的問題。汽車是排在買房子之后的第二項昂貴支出，因此，對許多人來說，價格和成本的壓力是巨大的。對于駕車大軍來說，汽車是一個與情緒緊密聯(lián)系在一起的東西。汽車這種產(chǎn)品，人們在里面待的時間都很長。每個美國人平均每天要在里面待1小時25分鐘。
記者：汽車制造商們?nèi)绾蝿?chuàng)立一種頂層的模型，來描述各種電子裝置，這種模型要超越線控、CAN等？
Freescale – Wayne：現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了多種標準，可供各團隊進行開發(fā)。這些標準把汽車劃分成了幾個部分，如發(fā)動機艙、車身、防火墻……總的來說，汽車有各種性能測定方法，在環(huán)境溫度方面，要考察它在各種溫度下的壽命分布，包括各種濕度循環(huán)等。出租車是一個極端的例子，其運行壽命、工作條件必然不同于那些只在星期天開的車。Freescale在半導體方面的建模，是研究這些分布曲線，然后運用有限元等建模手段來模擬我們的產(chǎn)品在溫度循環(huán)下的耐受壽命。而且是與機械部件結(jié)合后的可靠性分析，這一分析的層次要高于IC本身。而在消費電子方面是看不到這種可靠性分析的。
記者：汽車用的IC，即使它們相互之間的位置也有可能造成相互干擾，容易受到瞬態(tài)等干擾，你們?nèi)绾螌偟目煽啃赃M行建模，而不僅僅是SEU。
Xilinx – Harvey：每家半導體公司都有自己的規(guī)范，我們必須遵守這些規(guī)范，包括溫度、濕度。我們還針對SEU進行測試，在tier one，他們還對模塊進行EMC（電磁干擾）測試。在車輛一級也進行相同的測試。所以有多個層次的規(guī)范。
Audi – Arne：Audi有先進的加速老化試驗系統(tǒng)，包括溫度、濕度等等。這些事業(yè)部擁有豐富的人力和設備。目前這些測試，正在從人控制的加速環(huán)境試驗轉(zhuǎn)向完全自動化進行的環(huán)境模擬試驗。
主持人：在消費類領(lǐng)域，產(chǎn)品的應用領(lǐng)域是快速擴大的。而在汽車領(lǐng)域，像BMW、VW等企業(yè)，他們的產(chǎn)品是很難復制的，在這些產(chǎn)品背后是大量的經(jīng)驗。
記者：汽車廠如何縮短汽車業(yè)對電子業(yè)出現(xiàn)的創(chuàng)新做出響應的時間。
Audi – Arne：VW公司在硅谷的分公司，是獲取處于早期階段的技術(shù)的一項嘗試，同樣也有助于與中小規(guī)模公司的聯(lián)系。我們的一個部門可以很快地獲取新的技術(shù)。VW和Audi品牌都有相應的風險投資公司，以便滿足小型的、初創(chuàng)公司來籌資。
記者：你們最近有沒有什么具體的措施？大家知道，傳統(tǒng)上講，一家初創(chuàng)公司不必與汽車公司打交道。中等規(guī)模的公司要花5～10年才能進入市場，而那時才會有現(xiàn)金流。但是如果你們的風險投資予以支持的話，那可是要花很長時間才能收回。硅谷的風險投資公司們對于汽車方面的創(chuàng)新都是有很大的興趣的，事實上是汽車公司提供了這些資金。汽車是一件與情緒有關(guān)的產(chǎn)品，一個汽車品牌具有多方面的身份，這是許多投資公司所感興趣的。
統(tǒng)計表明，造成事故的主要原因是駕車者的注意力。問題是，汽車公司是不是有社會責任、而且最終會有法規(guī)規(guī)定的責任，防止信息娛樂系統(tǒng)不至于變得過于復雜，以至于駕車者難以處置好？
主持人：談一點個人的看法。我們一般都會正視這些系統(tǒng)的作用和副作用，因此會采取一些機制來防止它們的影響。
記者：節(jié)能環(huán)保方面，通過在汽車上采用更多的IC，我們在燃料效率上的改進空間有多大？
Audi – Arne：有兩種方法，一種是技術(shù)方面的、另一種是社會方面的。消費者出于某種原因，更愿意購買高檔的SUV和龐迪亞克（Pontiac）等高檔車。社會對于節(jié)能這樣的價值觀念的接受也需要一定的時間。在兩個途徑上，對于燃料的改進都有很大的空間。
照片 通用公司的龐迪亞克Torrent小型SUV車
記者：汽車通過各種有線系統(tǒng)連接到一起，如CAN、LIN。既然現(xiàn)在法律規(guī)定了各種責任，那么，你們?nèi)绾卧O計數(shù)據(jù)接口的，如通過CAN進行的對iPod的控制，以便使得這些控制動作不會妨礙駕車者？
Freescale – Wayne：我覺得你要從技術(shù)響應的角度來對系統(tǒng)的劃分進行一番考察。在討論將消費類電子產(chǎn)品與車輛集成時，必須與其他安全和車輛的關(guān)鍵性功能隔離開來，這些都是OEM和Tier One供應商們嚴格要求的。這些接口已經(jīng)實現(xiàn)了標準化，而且非常出名。由于安全性方面的法律責任上的考慮，這些接口的演化十分緩慢。但就引入iPod的接口，目前還沒有那么標準化。是由各家OEM來決定的。因此，還有問題需要解決。
記者：有的汽車公司決定要讓自己和供應商們每年實現(xiàn)10％的成本降低。半導體公司是否覺得這是一件挑戰(zhàn)？
Xilinx – Harvey：10％的降低率可能是個挑戰(zhàn)。正確的著眼點應該不在器件級上，而是在系統(tǒng)級層次上。如果能推動總成本下降10％，其實能否降低器件成本關(guān)系并不大。根據(jù)摩爾定律，業(yè)界的年度標準下降比例是5％。10％的比例的確是個挑戰(zhàn)。
記者：在汽車電子方面，幾乎所有的創(chuàng)新都來自于多媒體、信息娛樂方面的應用。IC業(yè)更關(guān)注在商業(yè)、消費類方面的應用，然后是汽車的安全性、燃油經(jīng)濟性。原因是什么？是因為客戶群巨大，因此容易出售嗎？
Xilinx – Harvey：我不認為業(yè)界不在動力鏈上投巨資，以保證其安全性?？疾霤AN，就會發(fā)現(xiàn)，信息娛樂方面的投資，只占很少的部分。雖然這部分不像信息娛樂方面那樣有吸引力，容易上廣告，但確實大筆投資的對象，遠高于信息娛樂系統(tǒng)。
主持人：iSuppli預計在2012年前，信息娛樂的市場規(guī)?？梢赃_到500億美元，而光是用于發(fā)動機艙的IC的市場規(guī)模就達到了650億美元。信息娛樂市場只是在市場增長速率方面獨占鰲頭。
記者：有人發(fā)明了不讓醉酒者駕車的技術(shù)。你們?yōu)槭裁床蛔屍嚲邆溥@樣的能力：如果并非每一位成員都系上安全帶了，就讓車子靜止不動。
Audi – Arne：醉酒駕車在美國造成了很多傷亡，與戰(zhàn)爭作比較就會發(fā)現(xiàn)尤其如此，這是一個公司的責任與個人的責任之間的平衡問題。有許多系統(tǒng)都能用于檢測汽車內(nèi)的酒精，但你也總是有辦法欺騙系統(tǒng)。在安全帶方面，現(xiàn)在已經(jīng)提供了告警。個人也應該負起自己的責任。
注：迎九根據(jù)此次會議的錄音整理
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