電子化開啟汽車新概念時(shí)代

　　ADI公司汽車電子行業(yè)中國區(qū)市場經(jīng)理許智斌則總結(jié)，在主動(dòng)安全領(lǐng)域，側(cè)翻與穩(wěn)定性控制(ESC)是對(duì)當(dāng)今主流安全系統(tǒng)的全新改進(jìn)。需要MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來感測(cè)車身姿態(tài)。同時(shí)，由于這樣的傳感器往往安裝在振動(dòng)比較惡劣的位置，所以需要傳感器具有很高的振動(dòng)沖擊抵御性。這是對(duì)MEMS傳感器的一個(gè)挑戰(zhàn)。高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)的核心，是通過視覺或者雷達(dá)技術(shù)檢測(cè)車輛周圍的環(huán)境信息，經(jīng)DSP處理，然后采取相應(yīng)的預(yù)警或干預(yù)措施。由于主動(dòng)安全的核心是信號(hào)的采集和處理，所以這對(duì)半導(dǎo)體廠商在模擬技術(shù)、高頻技術(shù)以及數(shù)字處理方面有很高的要求。ADI可以提供基于視覺的智能輔助駕駛方案，這一方案采用了我們的DSP、視頻轉(zhuǎn)換器、視頻放大器等芯片。

　　IHS Automotive資深分析師劉凌青認(rèn)為，與安全與信息娛樂系統(tǒng)相關(guān)的汽車電子領(lǐng)域會(huì)有最大的增長潛力，比如先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)，導(dǎo)航，車載智能顯示等。這主要是因?yàn)閮煞矫娴脑颉５谝?，消費(fèi)者和車廠現(xiàn)在都越來越關(guān)注這些方面。第二，隨著技術(shù)進(jìn)步和持續(xù)擴(kuò)大的生產(chǎn)規(guī)模，產(chǎn)品的成本也在穩(wěn)步下降。許多先進(jìn)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)都會(huì)用到攝像頭，比如主動(dòng)定速巡航系統(tǒng)，遠(yuǎn)近光燈自動(dòng)切換系統(tǒng)，車道偏離警示系統(tǒng)，360度全景倒車系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)都會(huì)在中國市場上獲得快速的發(fā)展。此外，行車記錄儀在后裝市場上也正變得越來越受歡迎。

        德州儀器半導(dǎo)體事業(yè)部汽車電子業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理姜輝介紹主動(dòng)安全的主要應(yīng)用有ADAS, ESC等，其能輔助駕駛員進(jìn)行安全預(yù)警及處理，對(duì)電子系統(tǒng)的要求通常體現(xiàn)在三個(gè)方面，即實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。針對(duì)上述要求，TI推出了新的Hercules TMS570 安全微控制器(MCU)，其基于ARM Cortex-R4內(nèi)核，采用單芯片雙核架構(gòu)，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)更為精簡，之前需要用兩顆MCU作冗余的安全系統(tǒng)只需要一顆TMS570芯片和電源即可實(shí)現(xiàn)，在PCB板的布板空間上也更為節(jié)省；同時(shí)，ARM Cortex-R4 內(nèi)核側(cè)重實(shí)時(shí)處理（Real time）的特點(diǎn)可保證大數(shù)據(jù)量處理?xiàng)l件下優(yōu)秀的實(shí)時(shí)響應(yīng)。TMS570的高端產(chǎn)品還帶有浮點(diǎn)運(yùn)算能力，能夠進(jìn)一步滿足需要高安全性及實(shí)時(shí)處理的應(yīng)用。另一方面，借助內(nèi)嵌雙核鎖步功能，與安全性相關(guān)的保護(hù)和診斷功能均由硬件實(shí)現(xiàn)，可幫助客戶節(jié)省大量軟件開銷以及開發(fā)成本，并且降低軟件開發(fā)的難度。

　　展望未來，汽車制造商正在高度關(guān)注MPG數(shù)據(jù)。為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，需要強(qiáng)調(diào)改進(jìn)或嘗試新的動(dòng)力傳動(dòng)技術(shù)，比如混合動(dòng)力、渦輪增壓、直接噴射。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，愛特梅爾汽車電子亞太區(qū)市場總監(jiān)吳彥翔表示，必須同時(shí)進(jìn)行電子控制和機(jī)械改進(jìn)，因而需要更大的微控制器處理能力，并且部署大量的電子傳感器。關(guān)鍵的挑戰(zhàn)就是要使用較少的功耗來實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，而這正是汽車OEM廠商和一級(jí)供應(yīng)商開始考慮用于汽車的更好、更新的半導(dǎo)體解決方案的時(shí)候。愛特梅爾作為一家汽車半導(dǎo)體供應(yīng)商，一直在尋找減少我們解決方案的功耗，同時(shí)增加功能數(shù)目的方法。例如，我們擁有瞄準(zhǔn)無刷直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的獨(dú)特解決方案，由于具備更高的效率，因此其使用將會(huì)增加。

　　傳感器的舞臺(tái)

　　相比于前面的傳統(tǒng)技術(shù)，傳感器的應(yīng)用則是汽車電子眾多革命性創(chuàng)新的最大動(dòng)力所在，借助各種傳感器，電子技術(shù)將汽車從簡單的交通工具變成了真正的智能化移動(dòng)交通工具。汽車的動(dòng)力，安全及車身應(yīng)用功能越來越全面和深入，對(duì)傳感器的需求量及功能也越來越多，應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。比如在動(dòng)力總成方面的速度、壓力、空氣流量溫度等信號(hào)檢測(cè)，車身應(yīng)用里的光線、壓力、空氣質(zhì)量、溫度等，在安全應(yīng)用領(lǐng)域就更多中要求了，包括用于胎壓檢測(cè)，高敏感度壓力傳感器去觸發(fā)氣囊，車體狀態(tài)的慣性，角度檢測(cè)，用于測(cè)距的超聲波，雷達(dá)及圖像檢測(cè)等。對(duì)傳感器的要求將會(huì)越來越智能，功能越集成，接線少，可靠安全。

　　IHS Electronics & Media微機(jī)電&傳感器首席分析師Richard Dixon介紹，MEMS壓力感應(yīng)器在20世紀(jì)80年代開始被運(yùn)用于汽車進(jìn)行引擎管理，隨后許多硅器件被相繼采用，最著名的也許是安全氣囊感應(yīng)器?，F(xiàn)在在高端汽車中有多達(dá)50個(gè)MEMS感應(yīng)器(4種主要型號(hào)，總共至少10種類型)。至少18種應(yīng)用是為壓力傳感器，還有多種其他，如用于夜視系統(tǒng)的微測(cè)輻射熱計(jì)型微機(jī)電系統(tǒng)，探測(cè)空氣質(zhì)量的氣體傳感器，和用于防碰撞感應(yīng)的聲音傳感器等。IHS 認(rèn)為在未來的 5-10 年中，傳感器應(yīng)用不會(huì)有任何放緩的趨向，特別是傳感器和電子器件將延伸至成熟市場中的低價(jià)車輛，或是新興市場中那些電子器件數(shù)量低于平均水平的汽車中。

　　在前面提及的汽車主動(dòng)安全方面，需要更多的MEMS加速度傳感器和角速度傳感器來感測(cè)碰撞的不同部位以及車身姿態(tài)。同時(shí)，多種傳感器的融合，來降低系統(tǒng)復(fù)雜度和系統(tǒng)成本。由于這樣的傳感器往往安裝在振動(dòng)比較惡劣的位置，所以需要傳感器具有很高的振動(dòng)沖擊抵御性。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)和動(dòng)力總成的應(yīng)用，需要諸多傳感器，以及傳感器后端的接口和信號(hào)調(diào)理芯片。以滿足對(duì)壓力，電流，位置，速度，液位，和溫度的參數(shù)的精確傳感和信號(hào)處理。

　　作為承擔(dān)信息捕獲的元器件，傳感器是車內(nèi)很多獲取外部信息功能的關(guān)鍵。Aptina公司汽車、工業(yè)和醫(yī)療(AIM)事業(yè)部高級(jí)策略市場經(jīng)理Narayan Purohit介紹，由于汽車的功能要求增加，從基本的后視攝像頭到行人360度視角檢測(cè)和交通信號(hào)識(shí)別等多項(xiàng)其它功能，每輛汽車中基于CMOS傳感器的攝像頭數(shù)目有望增加。這可能加快融合攝像頭系統(tǒng)的發(fā)展，在這樣系統(tǒng)中，單一傳感器將不僅僅是發(fā)揮類似機(jī)器視覺的作用，如車道偏離報(bào)警、碰撞報(bào)警等，還能夠?qū)崿F(xiàn)后視攝像頭、360度視角攝像頭或其它觀測(cè)功能。第二個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)是“車室內(nèi)”應(yīng)用，比如駕駛員監(jiān)控，乘客監(jiān)控和/或帶有手勢(shì)識(shí)別功能的信息娛樂控制。此類要求可能加快如“全局快門”傳感器和手勢(shì)識(shí)別等相關(guān)技術(shù)的部署和應(yīng)用。第三，主動(dòng)安全性應(yīng)用增多可能推動(dòng)符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)，以及未來與ASIL B和ASIL C系統(tǒng)的符合。

　　安森美半導(dǎo)體全球汽車電子方案總監(jiān)賀寶康(Herve Branquart)談及關(guān)于電子穩(wěn)定程序(ESP)及避免碰撞功能，認(rèn)為半導(dǎo)體技術(shù)的挑戰(zhàn)就是掌控汽車中的信號(hào)。這些系統(tǒng)透過長線纜連接并將信號(hào)傳輸回至互連的計(jì)算單元。然后中央控制器將設(shè)定要激活的致動(dòng)器優(yōu)先順序。該技術(shù)挑戰(zhàn)之一就是轉(zhuǎn)向采用微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)傳感器，用于這些陀螺儀應(yīng)用。市場上將出現(xiàn)能夠在單芯片中集成MEMS與智能電路的半導(dǎo)體技術(shù)，帶動(dòng)更大的半導(dǎo)體需求。半導(dǎo)體公司面臨的挑戰(zhàn)就是與傳感器公司競爭，取得他們的原有客戶。且專門技能須下傳移到供應(yīng)鏈。　　

             

　　另一方面，視頻采集應(yīng)用將帶來大量的應(yīng)用機(jī)會(huì)，因?yàn)镃MOS圖像傳感器的大小受分辨率主導(dǎo)，而非最小技術(shù)設(shè)計(jì)特征主導(dǎo)。半導(dǎo)體公司將設(shè)計(jì)更大裸片尺寸的CMOS圖像傳感器。另一方面，必須片上處理圖像傳感信息，以簡化及加速?zèng)Q策過程。因此，結(jié)合CMOS圖像傳感器及智能電路的技術(shù)將獲從視頻采集應(yīng)用獲益眾多。當(dāng)今的雷達(dá)、超聲、激光雷達(dá)等都是與CMOS圖像傳感器競爭的技術(shù)。但成本仍然是個(gè)問題。

　　電動(dòng)與混動(dòng)的障礙

　　電動(dòng)與混合動(dòng)力汽車代表著汽車節(jié)能技術(shù)的未來，但兩種新動(dòng)力的汽車雖然前景被一致看好，實(shí)際的市場接受速度卻并不快，英飛凌科技(中國)有限公司汽車電子中國區(qū)市場部總監(jiān)杜曦認(rèn)為，主要還是要針對(duì)目前的用戶體驗(yàn)上，如何使用戶從駕駛內(nèi)燃機(jī)汽車到混動(dòng)或電動(dòng)的體驗(yàn)無縫銜接。首先當(dāng)前面臨的主要問題比如續(xù)航里程短的問題，對(duì)電池及電池管理技術(shù)等會(huì)有很高的期待。 另外從實(shí)現(xiàn)的技術(shù)路線及系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，也要考慮系統(tǒng)的性價(jià)比，如何要能被市場所接受及容易推廣，例如歐洲近兩年來所提倡的48V啟停(微混)系統(tǒng)，就以其較高的性價(jià)比得到全球許多車廠的支持，在現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)基礎(chǔ)上，最少的部件改動(dòng)和添加，就能達(dá)到較高的能源節(jié)省目標(biāo)，并且不會(huì)減低用戶的駕駛體驗(yàn)。