电子化演绎别样风采 2006汽车电子论坛掠影

中国汽车工业正在蹒跚起步，向国际汽车电子大厂购买元件的同时，还能从这些拥有广泛海外汽车客户群的厂商处获得前瞻性的市场资讯，进而更好地了解与把握市场。本刊近日特邀多家汽车电子业巨头齐聚一堂，从各个角度展示当代汽车电子业的动向。

英飞凌：EPS协助汽车优美转身

　　现代城市道路建设日臻完善，路况较以前有很大改观。与此同时，越来越多的城市人口成为行车路上的不确定因素，驾驶者随时需要灵活准确地掌控汽车，对于突发状况采取措施以及时避让。可见，转向系统不仅决定行车的方向，还和汽车的安全性息息相关。

　　转向系统由最初的机械转向、液压助力转向，发展到电动助力转向系统（EPS），电子元件已经运用于转向系统以精确控制。英飞凌主管工程师张青十分看好EPS的发展前景。随着生活水平的提高，驾驶者对汽车的要求逐日提高，转向不只是单纯意义上的转弯，而要轻松地精确地转身。转向系统不会受外界因素的干扰，对驾驶者的意图及时作出正确的反应，还应具备高安全性。以此标准反观液压助力转向，它容易受驾驶技术的人为影响，转向性能随不同的车速、加速度会发生变化，最主要的在于液压助力系统即使处于待命状态依旧会损耗燃油，另外还存在液压油泄漏的问题。在能源日益紧缺与环境保护备受重视的今天，液压助力转向系统已经落伍了，只在工作时耗能的电动助力转向系统的优势显而易见。

　　此外，EPS还能融合更多功能，例如特殊情境的驾驶辅助，自动完成泊车动作。这些优势都是传统转向系统所望尘莫及的，有助于EPS成功占据转向系统市场。张青认为，EPS应用门槛低，建议国内众多企业尝试这种低成本、易集成、节省能源的转向系统解决方案。

AVX:被动元件提升

　　电路实现均离不开被动元件，汽车电子也不例外。来自于提供高质量被动器件AVX/Kyocera公司的应用工程师陈祝明重点推荐了三款各具特色的电容产品，以满足汽车工业各种应用需求。

　　从繁复的汽车制造工序到各种使用环境，汽车始终面临着各种挑战，温度、机械力无一不威胁汽车的性能。多层陶瓷电容受温度、外力作用，易导致电容裂开，这是所有电容制造商亟需解决的问题。FLEXITERM多层（MLC）陶瓷电容能防止多层电容常见的陶瓷开裂问题，AVX通过在电容中增加一层柔性导电层，成功解决了这一难题。该柔性导电聚合物能够和铜、镍结合，其柔性材质可以减少应力与压力，从而避免机械损伤，同时也能克服温度变化之后因膨胀系数不同而造成破裂的损伤。即使FLEXITERM电容失效，为开路状态，而不是通常MLC电容呈短路的失效模式，可以保护电路免受短路引起的大电流的冲击。FLEXITERM陶瓷电容符合汽车AEC-Q200标准，经板弯测试证实该产品在弯曲5mm时依旧性能完好，是一般MLC电容的2～4倍；经温度循环测试证实在3000个温度循环中FLEXITERM电容没有一个不良品，而一般的电容在1500个循环后便出现不良。可见，FLEXITERM电容尤其适合应用于制造、使用条件严苛的汽车工业，极大地提升车辆的可靠性。

　　通常电容的可燃性高，失效模式通常为短路模式，存在安全隐患。AVX推出的氧化铌电容对环境友好，耐燃性高，高可靠性，额定值下降少，而且其外观、性能与钽电容相似。当氧化铌电容受到高浪涌冲击后，在Nb2O5层会产生一种稳定的高电阻物质，可阻止NbO与MnO2的接触（如图3所示）。而钽和铝没有稳定的中间状态物，因此在电容失效时不及氧化铌电容安全。此外，AVX出品的钽电容耐高温，其THJ系列可以承受高达175℃的温度，适用于引擎等高温度要求的汽车应用。

瑞萨：汽车电子重头戏——车用MCU

　　瑞萨科技的MCU产品市场占有率居全球首位，其MCU产品几乎覆盖了汽车电子中各种系统，主要分为汽车安全、车载信息、汽车动力、底盘控制以及车身电子解决方案。

　　有关统计数据表明：1980年，汽车中电子化装备仅占总成本的1%；而短短24年之后，2004年电子装备占总成本的比例急速上升为19%。汽车电子化日渐明显，汽车中随处可见MCU的身影。瑞萨自动车营业技术副部长杨峥嵘概括地向与会技术者介绍了汽车各系统的发展趋势及MCU的应用：

◆   引擎控制系统

　　据统计，全球环境污染的10%来自于汽车。尽管各国均在加紧步伐开发混合燃料车型，但是即使至2010年混合燃料汽车的比例仅占汽车总量的百分之几，仍无法解决环境污染的问题。随着引擎技术从稀空燃比燃烧、缸内喷射向Model控制、可变气门控制发展，推动MCU的性能逐步提升——强化外围及处理功能，提高了MCU的工作频率，要求更大容量的闪存及高速12位A/D。

◆   安全气囊控制系统

　　汽车的安全隐患不容忽视，安全气囊作为危机时的“防护衣”必须周全地保护驾驶者。近来安全气囊数量明显增多，帘式气囊、膝部气囊的出现有望增加汽车的安全系数。相应的传感器装置也会增加，MCU的控制对象、控制时间等控制方式也随之复杂化，同时须兼顾低价格的市场需求。

◆   仪表板控制系统

　　最初的仪表板提供简单的燃料信息即可，现在的仪表板显然丰富得多，可以显示导航信息，能支持多国语言。用于仪表板的MCU要求内置5V步进马达计时器，目前16位MCU可满足其应用，未来需要支持CAN内置的32位MCU。

◆   汽车信息系统

　　车载信息系统需同时处理多项任务，如导航、AV播放，并实现驾驶座与后座多画面显示。瑞萨基于SH7770平台的CIS平台能提供2D显示的搜索引擎、3D显示的道路向导、电视、HDD数字音频播放以及后视监控器。此外，国际上正在讨论制定CIS平台的标准，常以SH7770平台进行探讨，可以说SH7770是一项准标准。智能交通系统（ITS）通过信息通信技术有机结合人、车辆和道路，从而优化交通管理，有效利用道路，达到高安全性、高运输效率以及舒适环保的现代车标准。

　　杨峥嵘在日本工作多年，见证日本开发先进安全汽车（ASV）的每一步。日本经过3个五年计划，已进入ASV普及化阶段。相比之下，我国相应的开发力度较弱，没有完整的研发机构统一步调，这也是中国整个汽车业发展的一个缩影。

飞思卡尔：选择合适的车身电子控制系统

　　2004年从摩托罗拉独立的飞思卡尔是全球知名的汽车电子半导体供应商，在8位、16位及32位汽车微控制器(MCUs)的市场占有率为全球第一位（Dataquest统计）。其不仅致力于提供功能完备的微控制器，而且着手提供相关配套的设计平台和系统解决方案。在此汽车电子技术论坛上，飞思卡尔从相对简单的车身电子控制谈起，慎密、考虑细致平衡各种因素是其对工程师的忠告。

　　与动力传动系统、底盘控制系统等汽车电子核心系统相比，车身控制相对而言属于简单的系统。然而系统简单并不等同于容易设计，车身控制功能繁多，因而车身控制节点多且分布散，系统控制设计需要综合考虑。飞思卡尔半导体汽车电子工程经理康晓敦建议工程师从以下三个方面来寻求车身控制的最佳平衡点：

◆   汽车通讯协议众多，如CAN、LIN、FlexRAY……按照各层次车型的设计需求选择适合的通讯协议，并且优化的解决方案往往不仅是一种通讯网络，而是结合运用多种通讯协议。

◆   需要一个可扩展升级的平台，通过该平台可添加删减不同的功能，按照不同档次的汽车配置不同的车身控制产品。显然，该平台的灵活性对于半导体器件的要求也随之水涨船高，需要更强大MCU系列的支持，以便于实现可兼容、可升级以及可替换的系统。

◆   优化性价比，以合理的成本获得高效益的车身控制功能。

　　据统计，普通车型的车窗/后视镜有14个控制节点，安全节点需11个，舒适性/信息节点有18个，灯光节点需22个，累计65个车身控制节点。选择中央控制还是分布式控制在设计之初首先需做的判断。中央控制，即所有节点都通过中央控制器来控制，具有低成本、系统效率高的优势，但相应的也会存在大量线束的缺点。分布式控制，即分散的节点由附近的控制器来控制，可增加系统的灵活性，同时减少线束，但是需要更多的ECU。

　　相较而言，康晓敦更推崇灵活的分布式控制。与中央控制相比，分布式控制系统的功能更丰富，灵活性好，系统可靠性高，而且容易制造。以他对中国目前汽车制造企业的了解，很多企业并未注意到整体成本与性能的平衡。而国外车厂进行新车开发案时则会从设计成本、制造成本以及实际硬件成本等方面整体考虑。车身功能相对复杂之后，中央控制系统的布线设计就会耗费颇多人力，同时提高系统制造的复杂程度。而分布式控制可以将某一部分的通用功能制作成标准模块，应用于不同车型甚至是不同厂商。目前要达到这一目标还须各方努力，因为各大公司各自拥有一套应用层协议。康晓敦认为，尽管困难重重，于成本有益的模块化控制仍是未来汽车电子发展的总趋势。

NXP:以DSP提升车载音效体验

　　拥有50多年历史的飞利浦半导体今年10月正式从皇家飞利浦中独立，这个历史悠久而又新诞生的公司也出现在论坛上，带来飞利浦“变身”NXP之后的车用DSP产品。

　　众多音质出众的便携式音乐播放器在爱乐人的心目中占据大半江山，即使在行车途中也会选择便携式播放器来收听音乐，而不是车载音响。如何把驾驶者的耳朵从便携式播放器的手中解放呢？飞利浦大中华区汽车电子市场经理Eddie Chan认为，出色的音效表现以及多样化的功能是吸引耳朵的利器，使用DSP可以让人聆听更美妙的音乐，从而消费者自然而然地偏好使用车载音乐播放器。对于系统开发者而言，使用DSP能缩短产品上市的时间，更具弹性的设计空间可供工程师发挥，而软硬件分离使系统更具可靠性与灵活度。

　　展望车载音乐的未来，声音品质左右听众使用意愿，决定了必须改善信噪比（SNR），避免行车途中的多径干扰。同时，多样化的功能需要更多开发商诸如第三方软件提供商的介入，智能控制以及音频压缩则有赖于嵌入式微控制器。DSP无疑是满足未来发展趋势的理想器件。NXP在车用DSP领域具有10以上的市场经验，市场占有率超过70%，产品线从低端覆盖至高端应用，可以提供价格具有竞争力的单芯片解决方案。在该领域领跑的NXP的多项技术在业界已成为既定标准，Eddie Chan通过图示以及现场体验，详细介绍了精确相邻信道抑制(Precision Adjacent Channel Suppression,PACS)调谐技术。如图所示，在行车途中存在3个信号发射站，驾车人希望能收听发射站B的节目，而实际上B的信号较弱，A的信号较强，这样便会影响收听质量；通过PACS自动检测目标信号的强弱，调节接收频率的带宽，进而精确锁定目标信号的频率，排除干扰，提升使用者的听觉体验。

　　纵观全球数字广播市场，从炙手可热的数字电视到争相开发的数字机顶盒，可以预见，模拟技术的谢幕是迟早的事。数字化能保证用户享受更优质的视听享受，全面数字化无疑是大势所趋。然而，以音频来看，全球各地存在DAB、Drm、ISDB-T等多种标准，缺乏统一的数字广播标准显然阻碍了市场的发展与价格的进一步降低。NXP通过软硬件分离，无须更改硬件平台，仅仅修改软件便可适应各种数字广播标准，让系统开发商握有选择数字标准的主动权，大力推动数字化进程。

夏普：车用液晶显示

　　液晶屏已成为高端车型的标准配备，小小的方寸之间可以传递准确的行车资讯，成为驾驶者有力的导航员。除了驾驶员之外，兼顾车上其他乘客的乘坐体验也逐渐成为汽车设计者所面临的又一挑战。著名的夏普公司率先发布了一项先进的液晶显示技术——双路视角显示技术，驾驶员及其身边乘客可以从同一个液晶屏幕各取所需。它的名字即反映其独特的功能，即显示屏的两侧可以看到两个完全不同的显示图像。在本届论坛上就可以见到夏普7英寸双路视角液晶显示器的庐山真面目，吸引了颇多与会者的目光。

　　夏普市场电子元件业务部高级助理经理林志雄认为，对于驾驶者而言，首要的就是性命攸关的安全性，其次才考虑环保、舒适。双路视角显示器的意义不只是一个屏幕显示两个内容，更深远的影响在于显著提升安全性。双路视角显示器令司机从驾驶座的角度只能看到导航信息，永远不可能看到另一个角度（副驾驶座）收视的娱乐信息，避免司机受周围信息干扰而产生危险。

　　目前，双路视角显示屏已经量产，并安装于日本汽车中进行销售，但夏普依旧对该技术进行持续改进。由于通过一个屏幕显示两个图像，因而图像精度会随之减半，即一个800×480像素的显示器实际到达两个收视者的精度为400×480像素。为满足导航、车载娱乐的显示需求，夏普已在开发1600×480像素的双路视角显示器，以便两侧的显示精度达到符合常规应用的800×480像素。另外，从屏幕正中观看会发现图像是左右两个显示的重叠影像，该屏幕只能供两人使用。林志雄表示，双路视角显示器主要为车用前排驾驶及副驾驶使用对象，因此两个视角就绰绰有余了。针对后排乘客而研发的三视角液晶显示技术已经在日本发布，同一屏幕可以在左中右三个方向收看三个不同的节目内容，进一步拓展液晶显示器在车载娱乐的应用，满足现代人的个性化收视口味。