考慮到汽車市場固有的成本壓力，未來勢必將引入更多的中國本土汽車制造商。而隨著中國汽車電子的擴(kuò)展和成熟，我們預(yù)計中國本土制造商的需求將會大幅增長。

　　功率器件將有較大發(fā)展機(jī)會，但仍須謹(jǐn)慎評估電氣和熱性能

　　汽車對功率產(chǎn)品的需求正在全方位擴(kuò)展。幾年前，汽車中的功率器件大多數(shù)都是55V到60V的MOSFET，主要用于汽車的動力傳動系統(tǒng)�，F(xiàn)在的汽車則采用20V到600V的功率器件。對于動力轉(zhuǎn)向及制動這類應(yīng)用，開發(fā)工程師正在尋找具有低導(dǎo)通阻抗的高性能低壓溝道型MOSFET，以降低汽車的功耗。壓電噴射或高強(qiáng)度照明等其它應(yīng)用需要100V到200V的功率器件和驅(qū)動器。而點火IGBT和混合動力電動汽車在使用300V到1000V以上的IGBT。

　　電動動力轉(zhuǎn)向讓汽車設(shè)計人員能夠改變駕駛者對車輛的感覺。由于提供軟件的不同，相同的系統(tǒng)通過控制可以感覺起來像大型的豪華轎車或緊湊敏捷的跑車。這就要求將幾年前的完全液壓式控制系統(tǒng)改為低阻抗的電機(jī)控制系統(tǒng)。在線圈上開關(guān)點火應(yīng)用中，汽車的每個汽缸都有專用的點火線圈，每個線圈帶有高壓點火IGBT。這樣，汽車就不再需要既昂貴又頻生可靠性問題的高壓點火線了。通過改變點火系統(tǒng)的架構(gòu)，并在線圈中采用電子產(chǎn)品，引擎控制模塊可以獲得更多的關(guān)于點火質(zhì)量和時序的實時信息。

　　從功率半導(dǎo)體供應(yīng)商的角度來看，車用電子產(chǎn)品行業(yè)最大的技術(shù)挑戰(zhàn)是處理汽車日益增長的功率需求。而隨著汽車中的電子產(chǎn)品越來越多，熱量已經(jīng)成為一個令人頭痛的問題。與此同時，系統(tǒng)日趨小型化，而良好的散熱能力越來越難實現(xiàn)。

　　以上述的點火線圈為例，點火IGBT位于塑料線圈中，沒有機(jī)械散熱器可用。這樣，線圈就被直接安置在靠近排氣管的汽缸上面。這些IGBT的額定工作溫度為175度。相關(guān)挑戰(zhàn)在于額定熱量一般與功率半導(dǎo)體器件的大小有關(guān)。因此，先進(jìn)的技術(shù)可以生產(chǎn)出尺寸更小的芯片，這些器件的熱阻會更高，芯片尺寸縮小，瞬態(tài)功率處理能力降低。于是，不同于采用了最新最小IC技術(shù)的復(fù)雜控制芯片，功率器件的電氣和熱性能必須不斷地被評估。

　　飛兆認(rèn)為，對中國而言，本土汽車市場潛力巨大，尤其是在功率產(chǎn)品方面。推動這一領(lǐng)域發(fā)展的是座椅、車窗、車鏡和方向盤調(diào)節(jié)等電機(jī)驅(qū)動產(chǎn)品的高速增長。以座椅為例，電動座椅可有多達(dá)12個電機(jī)，每個都需要1個H橋(即4個晶體管)來控制。加上在寒冷的冬季為座椅加熱用的電子產(chǎn)品，這的確相當(dāng)吸引功率半導(dǎo)體供應(yīng)商。汽車中采用電機(jī)控制或螺旋管驅(qū)動器的應(yīng)用在大幅增長，比如汽車頂篷、抬頭顯示器(heads up display)、行李箱和油箱蓋開關(guān)、可伸縮天線、車鏡、車鎖、頭燈定位、雨刷等等，可以列出一長串。因此，從短期來看，車身電子將是汽車功率產(chǎn)品領(lǐng)域一個急速發(fā)展的方向。

　　除了車身電子外，下一個熱門應(yīng)用領(lǐng)域預(yù)計是旨在節(jié)能的代用燃料系統(tǒng)，比如電動或混合動力電動汽車。盡管這些代用燃料和混合動力車輛與日俱增，但仍然只占總體汽車市場的一小部分。故而，即使具有增長潛力，但要讓大多數(shù)汽車都采用電力牽引控制尚需一段時日。

　　所以就目前而言，近期內(nèi)增長的車用功率電子產(chǎn)品將是電機(jī)、螺線管驅(qū)動器和控制器。

　　尋求與應(yīng)用匹配的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，進(jìn)一步推進(jìn)汽車性能

　　汽車電子架構(gòu)師所面臨的最重大挑戰(zhàn)之一是，如何能使汽車中日益增多且種類繁多的電子控制模塊(ECM)以有成本效益的方案連接起來。

　　車身電子改善了汽車乘客的舒適性和安全性。為了讓汽車制造商生產(chǎn)出使人們更愉快駕駛的更為智能、可靠和安全的交通工具，推進(jìn)車身控制電子的發(fā)展是至關(guān)重要的。通過簡化其操作并且把駕駛員從分心的“一心二用”行為中解放出來，車身電子改進(jìn)了汽車的安全性因素。

　　單一的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不能滿足整個汽車寬范圍的應(yīng)用要求。汽車電氣系統(tǒng)所面臨的挑戰(zhàn)在于：在目標(biāo)預(yù)算內(nèi)定義合適的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議以實現(xiàn)所渴望的性能。因此，所選擇的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須與合適的應(yīng)用匹配，在此，對價格/性能的各種要求要進(jìn)行調(diào)整。汽車架構(gòu)師一旦完成定義，向維持在成本預(yù)算內(nèi)挑戰(zhàn)就是嵌入式系統(tǒng)設(shè)計工程師必須滿足的要求。

　　CAN提供多個主控層，以支持對智能冗余系統(tǒng)的開發(fā)。在這種類型的網(wǎng)絡(luò)中，如果一個網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點有缺陷，那么，網(wǎng)絡(luò)仍然能夠發(fā)揮作用。消息通過網(wǎng)絡(luò)廣播，然后所有的節(jié)點都接收到該消息，并能夠讀該消息，以確定這個消息是否與它們有關(guān)且是否要采取任何行動。在這種環(huán)境中必須確保數(shù)據(jù)完整性，因為系統(tǒng)的所有節(jié)點都采用相同的信息。數(shù)據(jù)完整性還通過誤碼檢測機(jī)制以及有缺陷消息的重發(fā)機(jī)制獲得支持。

　　LIN協(xié)議是一種用于較小汽車網(wǎng)絡(luò)的整體通信概念。其規(guī)范覆蓋了對協(xié)議和物理層的定義、以及對用于開發(fā)工具和應(yīng)用軟件的接口的定義。在車輛的開關(guān)、智能傳感器和傳動裝置等應(yīng)用中，無需CAN的帶寬和通用性，LIN就能夠提供有成本效益的通信網(wǎng)絡(luò)。這種通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是基于SCI(UART)數(shù)據(jù)格式，采用一主/多從的概念，各個節(jié)點采用單線12V總線和時鐘同步，不需要穩(wěn)定的時基。

　　由于LIN面向低端應(yīng)用，兩個因素是關(guān)鍵的：與CAN相比，每一個節(jié)點的通信成本必須進(jìn)一步大幅度降低；不需要CAN的性能、帶寬和通用性。LIN較之于CAN的主要成本節(jié)約源自于：單線傳輸；因硬件或軟件在芯片中，實現(xiàn)成本低；在從節(jié)點中不必采用晶體或陶瓷諧振器。

　　隨著汽車中ECM數(shù)量的日益增加，汽車電子系統(tǒng)架構(gòu)師將不斷面臨的挑戰(zhàn)在于，要為“網(wǎng)絡(luò)化”的汽車環(huán)境創(chuàng)造一種“最具有成本效益的網(wǎng)絡(luò)”，這樣才能推進(jìn)汽車性能的提高。

　　汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)重要性升級，一體化整車網(wǎng)絡(luò)勢在必行

　　經(jīng)過多年的發(fā)展與完善，汽車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)目前已經(jīng)成為各主流汽車廠商的基礎(chǔ)技術(shù)構(gòu)成。各企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)定義了企業(yè)級物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、傳輸協(xié)議、應(yīng)用層和故障診斷規(guī)范。不僅如此，為了保證遵守此協(xié)議的軟件的高質(zhì)量和短的開發(fā)周期，整車廠商通常還規(guī)定了在開發(fā)汽車電子產(chǎn)品時必須使用由專業(yè)軟件供應(yīng)商提供的協(xié)議棧軟件、相關(guān)的開發(fā)工具，以及必須遵守的開發(fā)和測試流程。擁有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、協(xié)議棧、測試標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的流程可以使企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)、供應(yīng)商開發(fā)、產(chǎn)品外包、內(nèi)部培訓(xùn)等方面變得更加高效、易于控制和管理。

　　隨著汽車電子技術(shù)的發(fā)展和市場競爭的加劇，目前在轎車上通常有不止一個電控單元(ECU)用于監(jiān)測和控制各子系統(tǒng)。在汽車電子發(fā)展的早期，這些ECU都是各自獨立工作的。這樣就比較容易劃分各子系統(tǒng)的功能，比如動力總成、底盤、車身和娛樂。典型的是發(fā)動機(jī)管理和變速器控制屬于動力總成，ABS屬于底盤，空調(diào)、中控門鎖和座椅屬于車身；收音機(jī)和DVD則屬于娛樂和多媒體系統(tǒng)。

　　隨著軟件和硬件技術(shù)的發(fā)展，尤其是隨著總線技術(shù)的引入，比如在上世紀(jì)90年代初出現(xiàn)的CAN總線系統(tǒng)，標(biāo)志著ECU發(fā)展的第二階段。汽車電子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅加快了新技術(shù)的應(yīng)用，同時節(jié)約了成本。

　　目前整個汽車電子系懲ǔＳ?~5個網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，它們通常由動力總成網(wǎng)絡(luò)(高速網(wǎng)絡(luò))、舒適系統(tǒng)��?中低速網(wǎng)絡(luò))和信息娛系統(tǒng)網(wǎng)?多媒體網(wǎng)絡(luò))構(gòu)成。它們由網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)互連，構(gòu)成一體化整車網(wǎng)絡(luò)。在高端技術(shù)方面，以Flexray總線為代表的時間觸發(fā)總線技術(shù)的發(fā)展成熟將促進(jìn)與安全相關(guān)的轉(zhuǎn)向控制等功能的發(fā)展。在低端，LIN總線應(yīng)用將更加廣泛，會出現(xiàn)更多集成了傳感器/執(zhí)行器/LIN的價格低廉的節(jié)點。

　　中國主流汽車廠商已經(jīng)認(rèn)識到汽車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要性和它對企業(yè)汽車電子系統(tǒng)的重要支撐作用。有些廠商已經(jīng)在組織建立自己的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。就像國際知名汽車廠商通用和福特公司一樣，它們通常委托專業(yè)公司完成協(xié)議制定工作以確保協(xié)議專業(yè)、完整和全面。

　　恒潤科技通過對國際標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)分析，以及與知名整車廠商的合作，在協(xié)議制定、培訓(xùn)、協(xié)議棧開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)測試方面已有多年的實踐經(jīng)驗，專業(yè)的服務(wù)將有助于中國汽車廠商組建企業(yè)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺。

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