汽車無線接入系統(tǒng)技術設計介紹

圖2：具有無線安全接入的各種應用。

喚醒濾波器節(jié)省電池能量

喚醒濾波器可有效地控制微控制器PIC16F639的工作以節(jié)省電池能量。此外,微控制器還必須在非活動模式期間以最少的電路工作。應答器中的PIC16F639芯片含有低頻前端與數(shù)字電路,低頻前端總是在搜索輸入信號,而數(shù)字部分則處于睡眠模式以節(jié)省電池消耗,且只有在收到一條有效基站命令時才被喚醒(或激活)。這可通過在低頻前端部分中使用一個特殊喚醒濾波器來實現(xiàn)。此外,低頻檢測電路還可編程為僅在輸入信號帶有預定數(shù)據(jù)包頭才有輸出。

喚醒濾波器用來防止數(shù)字部分被噪聲或非期望的輸入信號喚醒。因此,可有效節(jié)省工作電流及電池能量。

功率管理

除利用特殊濾波器來節(jié)省電池能量外,PIC16F639還具有專利的納瓦(nanoWatt)技術,可為系統(tǒng)設計工程師提供對片上外設的更大的控制,包括可以通過幾種軟件可選速度選項來將頻率降至32 KHz的8 MHz內部振蕩器。極低睡眠電流消耗以及快速啟動的內部振蕩器,可支持低功耗系統(tǒng)設計。周期性喚醒機制包括低功率實時時鐘工作、超低功率喚醒特性與擴展低功率看門狗定時器。以這些廣泛的功率管理特性,設計工程師可在應用軟件中實施功率節(jié)省概念,并以更低的系統(tǒng)成本來獲得對整體系統(tǒng)功耗的更緊密控制。

加密支持

專利的KEELOQ加密技術這一全球標準提供了一種用于認證、無鑰匙門控及其他遠程接入控制系統(tǒng)的高性價比解決方案,如圖2所示。KEELOQ加密技術采用經過行業(yè)驗證的跳碼編碼 (code hopping encoding) 方法,當編碼器件激活時代碼會自動改變并安全發(fā)送。以基于編/解碼器對的實現(xiàn),編碼器位于遠端并發(fā)送一個滾動碼ID#與計數(shù)器值;解碼器則位于接收器中,并對遠端編碼器所發(fā)送的消息進行解碼。它存儲其偵聽到的遠端設備識別號與計數(shù)器值,解碼器只有在偵聽到遠端設備時才允許訪問。KEELOQ加密是一種通過復雜公式及32位隨機數(shù)發(fā)生器來實現(xiàn)的高度安全算法。

本文結論

未來汽車中無線安全接入系統(tǒng)的設計工程師可能會遇到各種不同挑戰(zhàn),像PIC系列這種微控制器可為車輛中的無線系統(tǒng)提供一種成熟、可靠的構建模塊。采用集成系統(tǒng)級芯片解決方案的低成本雙向通信應答器實現(xiàn),即是一個可為駕駛員提供增強安全與保密性的無線系統(tǒng)的較好例子。無需任何人工干預,PKE應答器即可接收低頻基站命令并通過UHF發(fā)射機以加密數(shù)據(jù)進行響應?？裳b在駕駛員口袋中的小型PKE應答器,可自動開關車門而無需任何干預。對于停車場入口應用,駕駛員不用停車即可直接開進停車場,因為系統(tǒng)會自動識別3米左右有效使用距離內的PKE應答器。

無線安全接入系統(tǒng)可滿足一些駕車者對安全與保密性不斷提高的要求。除消費者外,政府管理部門與汽車制造商本身也在推出(或計劃推出)相應的計劃來提高汽車中的安全與保密性創(chuàng)新。安全與保密性計劃的下一步將是單個子系統(tǒng)的集成,以通過增強無線安全接入系統(tǒng)來提高汽車制造商的競爭優(yōu)勢。