您的位置 首页 方案

更安全与环保——电子技术于细微处改动汽车行业

在汽车产业发展的带动下,我国的汽车电子市场迎头赶上,在国产轿车全球化进程开始的同时,相关汽车电子产品市场也开始兴起。预计未来几年,还会有众多高端汽车电子被植入国产汽车中,而各汽车厂商的电子竞赛也将愈演

在轿车工业开展的带动下,我国的轿车电子商场迎头赶上,在国产轿车全球化进程开端的一起,相关轿车电子产品商场也开端鼓起。估量未来几年,还会有很多高端轿车电子被植入国产轿车中,而各轿车厂商的电子比赛也将愈演愈烈。鄙人一轮比赛中,轿车电子扮演的效果将越来越重要,这也是推进我国轿车电子商场持续高速开展的直接动力之一。

  据赛迪参谋的猜测,在2008年及未来几年内,我国轿车电子商场将在我国轿车工业开展及国产轿车产品升级的推进下坚持快速的开展态势,估量到2012年,我国轿车电子商场规模将超越3200亿元。

  

    图1  2008-2012年我国轿车电子商场规模与添加猜测
   

  轿车更安全、更环保的开展方向不会改动 
 
  现在,动力操控、底盘操控、安全体系、车身电控等产品的遍及率现已很高,未来几年这些产品仍有不断向低端车遍及的趋势,与这些老练的产品比较,一些新的使用成为未来几年我国轿车电子商场的热门,如主动安全体系、轿车网络体系,以及GPS等车载信息体系等。从技能视点来看,这些产品的遍及没有任何妨碍,而跟着产品老练,其本钱也在不断下降。接下来几年,跟着国家法制法规不断完善、顾客安全意识不断进步、顾客舒适需求不断进步,以及相关网络和服务不断完善,这些新式轿车电子产品将进入高速遍及阶段。尽管这些产品的遍及很难向EMS、ABS遍及时那样使商场呈现井喷式添加,但多样化产品的使用必将进一步影响我国轿车电子商场的开展。

  未来几年,轿车更安全、更环保的开展方向不会改动,用于进步该方面功用的电子产品升级脚步也将持续,但全体来说,不会有太大的改动。比较之下,车身、车载电子商场的空间要更大一些:

  首要,车身、车载电子产品品种繁复,商场可拓展潜力巨大。与动力和底盘体系比较,车身、车载电子产品的可拓展性更强一些,因为其产品品种非常丰厚,许多在3C范畴使用的技能都可以移植到轿车中,如多媒体技能、网络技能等。

  其次,车身、车载电子产品是未来消费需求的热门。车身、车载电子产品对改进轿车舒适性,进步轿车文娱性起到很大的效果,而这也刚好投合了顾客的需求。跟着私家顾客的添加,这种对轿车动力以外的需求更为杰出,这也使得车身、车载电子产品商场未来开展潜力十足。

  绿色环保将成为动力传动商场MCU开展的首要驱动力

   依据J.D.Power and Associates的核算,全球合计具有8.2亿辆车辆,每辆车均匀每年排放4吨二氧化碳,排放总量高达33亿吨。二氧化碳时首要的温室气体,也是导致全球升温的温室消音的元凶巨恶。仅在美国,二氧化碳就占一切温室气体排放量的80%。

  为此,各国和区域将逐渐严厉轿车排放的规则。轿车厂商也有意引进混合动力和直喷式汽油机,用电子操控替代液压操控。这些都将成为动力传动体系迈向更高段MCU的驱动要素。“动力传动体系用MCU正处在从16位向32位演化的阶段,”飞思卡尔亚太区轿车电子商场与体系使用司理Bernd Rucha表明:“因为轿车电子面对的是更严厉的排放要求。”除了排放要求,动力传动体系中的MCU承当的作业负荷也在添加。往后轿车将选用更强壮的引擎办理器体系,MCU需求不断地查看传感器和执行器,核算处理更为杂乱。

  四气缸的经济高效的引擎规划,在我国和印度等亚洲商场已变得遍及起来。在这些商场,政府法规现已开端要求轿车制作商出产更经济高效的引擎来削减废气排放。这给动力传动体系带来了新的机会,特别是在2~4缸的小型引擎使用范畴。Bernd以为这些范畴的MCU功用需求进一步进步,可是本钱也需得到有用操控。

  尽管当时在我国等新式商场16位MCU占有动力总成操控商场的干流,可是飞思卡尔最近推出的MPC563xM系列正在必定程度上加快了32位MCU拓展的脚步。MPC563xM是飞思卡尔自2006年1月发动与STMicroelectronics的联合开发项目后,所出产的第一批轿车产品,ST还供给结构上相似的双源产品。它包含3个32位动力总成MCU,选用了飞思卡尔闻名的Power Architecture技能,增强了动力总成的功用,如片上排放操控等,并且还满意了引擎和变速箱供货商的本钱约束。

  MPC563xM由1.5 MB的闪存、81KB的SRAM和能扩展为80 MHz的Power Architecture内核组成。其特色是添加了芯片减震体系,完成削减相同燃油量3-5%的二氧化碳排放。芯片减震体系直接将检测油箱爆震的传感器衔接到563xM上,片上增益和传感器误差可变,不再需求有源外部组件。别的,作为飞思卡尔MCU的特色之一,eTPU (可编程的增强型守时处理单元)在体系中分管了CPU的部分作业,包含引擎的简略操控等,而CPU担任火花操控等功耗更大的处理。

  为了操控本钱,添加MPC563xM系列的性价比,MPC563xM是飞思卡尔第一个带QFP(四边扁平封装)选项的动力总成器材系列,使开发更简略、本钱更低。QFP包含看得见的引脚,不需求选用费用昂扬的红外线和X射线检测技能,因而使封装的装置、检测和修补变得更便当、廉价。此外,MPC563xM器材软件与飞思卡尔现有的MPC55xx系列兼容,支撑代码同享,有助于下降轿车制作商的开发本钱。

  轿车电子于细微处改动轿车职业

  2008年轿车电子职业的新趋势将会集在减排、舒适与安全等范畴,轿车对电子设备的需求仍然在添加,一起会呈现架构愈加杂乱的组合电子设备。另一个面向未来的重要趋势是全球商场对LIN、CAN、Flex Ray等车载网络的需求持续添加。

  绿色环保也已成为轿车电子范畴的热门话题。恩智浦半导体轿车电子和智能辨认产品大中华区高档商场总监张焕麟以为,终究改动轿车职业的不是豪华气派的车身和时髦潮流的颜色,而是用于车轮、底盘及仪表板的那些细小的电子丈量、操控和驱动元件。恩智浦将电子技能完成绿色环保的要害范畴分为三部分,不管哪一部分,传感器均功不行没。

   • 胎压:驾驭时,轮胎恰当充气不只具有重要的安全含义,并且还可以节省燃料。因为胎压缺乏,每天有四百万加仑的燃料白白浪费掉(来历:美国国家公路交通安全办理局)。胎压监测传感器正日益成为新式轿车的标准装备。

  • 车载网络:一辆典型的新式轿车有多达一百个电子操控模块(如ABS、ESP、主动车窗、为儿童规划的后座文娱体系等等),一切模块都经过铜线完成彼此通讯。用于宝马新款X5的FlexRay网络及相似技能经过单个总线体系来运转,彻底摒弃了铜线,然后使车体分量大幅减轻,均匀削减100到200磅(即50至100公斤,约为一个一般成年人的体重),并将每箱燃料的行进路程添加五英里。假如将此技能使用于全球一切车辆,每年可削减向大气排放1500万吨的二氧化碳。
• 引擎:油箱中燃料所生成的75%的能量会因引擎和动力传动体系的低效及空转而损失掉(来历:www.fueleconomy.gov)。当今轿车的电子操控单元(ECU)可完成操控和供给实时信息,以便核算机操控引擎的排量状况。ECU可读取坐落引擎曲轴和凸轮轴处的传感器,然后调理燃料流量和相应进气量,乃至可调整各种转速及引擎负荷情况下的打火时刻。在引擎内部的恶劣条件下,对耐高温精细丈量体系的规划是极为杂乱的,不过一旦使用此体系即可明显节省燃料。 
 
     
  
  图2 恩智浦半导体轿车电子和智能辨认产品大中华区高档商场总监张焕麟

  张焕麟表明,恩智浦是轿车职业的趋势设定者,对下一步可以横扫商场的立异有着杰出的认知,并深知轿车职业应在何时做好预备,支撑车载衔接性解决计划等立异之举。未来的轿车将比现在具有更多的功用,无线USB便是一个很好的比方,它为车载电子产品之间的数据传输供给了最简洁的途径,例如可以从中控面板向后坐文娱体系传输数据。

  迄今恩智浦的产品现已取得许多重要产品商场的选用,如业界第一款FlexRay收发器已使用于宝马5系轿车,PNX9520车载媒体处理器现已在Delphi为克莱斯勒开发的Sirius后坐文娱体系中得到布置。往后还会有更多的新产品不断面市。

  2008年,恩智浦将特别专心于以下范畴:

  - Sirius后座文娱体系
  - 与ibiquity协作推出车载多标准数字地上收音机
  - 与BMW Research协作研制依据NFC的轿车钥匙
  - FlexRay
  - 数字收音机
  - 放大器
  - 车载电视接收
  - 衔接性
  - 车载网络(IVN)
  - 轿车钥匙立异
  - 磁阻传感器

  功率器材进步体系架构全体功用

  因为轿车体系的杂乱性不断添加,操控需求更高档别的集成度。带有高效功用区分的体系架构已成为业界共同寻求的方针。功率器材现在包含许多维护和操控功用,并可在单个封装中集成多个晶片,以便归纳多种硅技能的长处,然后进步全体功用性,最大极限地下降本钱。如今车载体系的可制作性首要由元件级完成的功用性集成决议。在未来6年中,跟着许多使用的老练和扩展,轿车电子含量估量每年将会以8% 至10% 的速度添加。这些使用将需求功用性集成元件,尤其是在功率办理及操控范畴。
 
  “商场对车载使用功率产品的要求正在全方位扩展,”飞兆半导体高档技能司理张三岭告知记者:“ 0V到600V的功率器材正被广泛运用于如今各类车辆中。”关于动力转向和刹车等使用,研制工程师正在寻觅低导通阻抗的高功用低压沟道型MOSET,以下降车辆的功耗。其它使用,比方压电喷发或高强度照明,需求100V 到 200V的功率器材和驱动器。最终,焚烧IGBT和混合动力车辆选用300V 到 1000V以上的IGBT。

   张三岭介绍说,飞兆半导体供给的系列轿车电子计划包含别离功率器材和功率模仿器材,首要用于动力传动、底盘、车体和便当性使用等的体系功率优化,专心使用范畴包含焚烧、直接燃油喷发、螺线管操控、继电器替换、电机操控及照明。2008年,飞兆半导体将针对从动力传动操控到车体电子和底盘等广泛使用推出新的智能高边开关、栅极驱动器IC和智能功率模块,持续拓展其车载功用性功率产品事务。
 
      

            图3 飞兆半导体高档技能司理张三岭

  关于我国商场,张三岭以为我国本乡轿车商场不断扩大为轿车电子,尤其是功率范畴带来了很多开展商机。鉴于轿车商场持续的价格压力,将需求越来越多的本乡厂商加入到这一商场来。此外,顾客对那些可以进步舒适性和便当性功用的需求也日益添加,进一步推进了轿车商场中电子体系的开展,添加最快的体系包含动力传动和车身电子。

  非易失性 FPGA可靠性的竞争力正在进步

  传统含义上,轿车工程师一向依赖于微操控器 (MCU) 和 ASIC产品来完成和操控轿车上的电子体系,以及扩展每一代轿车电子的功用。现在,跟着部件数目越来越多、产品快速推出商场的压力越来越大,以及对功用的要求越来越高,加上价格要合理、规划危险峻低,许多规划人员开端转向FPGA,作为面向下一代轿车电子规划的低本钱解决计划。

  依据商场研究机构Gartner Dataquest的估量,全球轿车半导体商场规模将从2007年的201亿美元添加到2010年的295亿美元。跟着动力传动体系和排放标准 (比方混合动力、电动和柴油车) 的开展,车载信息通讯体系、安全和操控及舒适性功用日益遍及,在未来三年,轿车FPGA的总商场容量 (TAM) 将从9,300万美元添加到3.12亿美元。

  Actel 公司高可靠性产品总监 Ken O’Neill坦白:“FPGA 要争夺这个总商场容量还要看单个的结构怎么到达使用的要求。”例如,在轿车电子职业,质量、可靠性和零瑕疵是最重要的问题,特别是在中心轿车体系中所用的半导体,如引擎操控模块、动力传动、车体电子和安全体系,并不行以呈现毛病或失效。这些要素加上不断改动的技能标准、产品过期问题、更大的推出商场压力和进步功用的需求,正推进许多轿车规划者转向非易失性的FPG。

  非易失性 FPGA 供给更低的功耗,有助于缓减以 SRAM为根底 FPGA常见的电子搬运和散热可靠性的问题。依据SRAM的FPGA器材的功耗和热耗散大,而额定的功率办理和冷却办法会大幅添加其器材本钱。这一点非常重要,因为高功耗和其它相关的热问题会约束器材的使用寿命,特别是在要求苛刻的引擎盖使用下。

  Ken指出,或许更重要的是,非易失性FPGA不会因中子和阿尔法离子诱发SRAM装备打乱而产生逻辑过错。Actel依据Flash的FPGA独特别选用了片上 Flash内存来完成开关操控,使到该系列产品具有固件过错免疫能力;这是向着零瑕疵开展工业的强制性要求。相反地,依据SRAM的FPGA装备数据简单因为中子诱引而产生过错;这种过错会以不行猜测的方法改动逻辑、布线或I/O的行为。关于要害性的轿车使用,如动力体系、安全体系和车载信息通讯体系,这种逻辑过错有着严重的隐忧,因为以SRAM为根底FPGA的FIT毛病率一般已超出业界可接受的标准目标好几个量级。

  举例说,关于选用 0.22 微米技能的 100 万门密度 SRAM FPGA 来完成的乘客传感器或安全气囊操控器来说,估量的装备打乱毛病率为 4,375 个 FIT。假如这样的安全体系被用在 500,000 辆轿车上,那么总的估量毛病率将到达每天 52.5 起,即在集体中每 27.4 分钟便会产生一次打乱毛病。因为这些毛病都是 SRAM 装备内存中产生的固件过错,由此产生的逻辑过错只能在 SRAM FPGA 从头加载后才干消除。

  假如SRAM FPGA技能这种易于产生的固件过错广泛传播开来,价值将会怎么?首要,因为现有的检测技能无法避免已损坏的数据进入体系,因而需求新的高质量评测体系来查看体系的固件过错。此外,针对现已产生毛病的FPGA (在现在的SRAM FPGA中不行能避免这些过错) 进行固件过错检测和纠正的机制会给体系规划添加额定的杂乱性,并且大幅添加板卡面积和部件数目。
以Flash 为根底的解决计划具有固有的优势可应对相关的商场危险,因而,Actel 会持续在轿车使用中专心于其它立异以 Flash为根底体系的优势,包含混合信号Actel Fusion 可编程体系芯片或超低功耗 IGLOO器材。

          
 
         图4  Actel公司高可靠性产品总监 Ken O’Neill

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/fangan/121809.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部