車(chē)聯(lián)網(wǎng)：奔跑的芯需要全活芯片和外圍器件

　　在移動(dòng)互聯(lián)大潮的裹挾下，汽車(chē)正成為奔跑的“第四屏”，讓車(chē)聯(lián)網(wǎng)激發(fā)了無(wú)比遼遠的想像空間。在國際標準化組織(例如ITS)及國家政府的支持下，歐、美、亞許多國家啟動(dòng)了很多車(chē)聯(lián)網(wǎng)研發(fā)和試點(diǎn)項目。這些項目從不同角度開(kāi)發(fā)車(chē)聯(lián)網(wǎng)：智能交通處理、先進(jìn)安全、跟蹤信息、提高定位精度、移動(dòng)位置服務(wù)、先進(jìn)橋路收費、按次/行為付費保險系統，而這涵蓋了車(chē)聯(lián)網(wǎng)終端電子的主要功能和服務(wù)。“所有這些功能都離不開(kāi)各種形式的集成電路，同時(shí)還會(huì )持續拉動(dòng)半導體市場(chǎng)增長(cháng)。”意法半導體大中華及南亞區汽車(chē)產(chǎn)品部市場(chǎng)應用總監EdoardoMerli指出。

　　為適應車(chē)聯(lián)網(wǎng)需求，車(chē)載電子需要“全活”的主芯片和外圍器件。

　　整合提速帶來(lái)技術(shù)挑戰

　　對于車(chē)聯(lián)網(wǎng)而言，因為功能繁多，芯片的整合顯得更加必要。

　　為適應車(chē)聯(lián)網(wǎng)需求，車(chē)載電子需要“全活”的主芯片和外圍器件。EdoardoMerli表示，這包括車(chē)載網(wǎng)絡(luò )，即采集汽車(chē)狀態(tài)信息并指揮外圍設備執行診斷的CAN控制器;傳感器如加速度計、陀螺儀等，以向“云”上傳盡可能精確的數據;車(chē)載數據接口，如藍牙和WiFi;音視頻處理，用于語(yǔ)音識別和聲控交互界面及基于影像的主動(dòng)安全信息;定位裝置，同時(shí)支持GPS、GNSS、Galileo、北斗等多定位標準和多衛星系統;汽車(chē)與汽車(chē)/基礎設施的通信裝置(3G/4G手機、WiFi、802.11p、電子標簽RFID)，這些應用融合是車(chē)聯(lián)網(wǎng)的基礎，因此車(chē)聯(lián)網(wǎng)芯片必須實(shí)現這些功能。此外，還必須有汽車(chē)與平板電腦或智能手機的交互界面(即觸摸屏)，為了避免影響駕駛員注意力，還須有聲控交互界面。

　　這對芯片的要求也相應走高。“應用于車(chē)聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品的芯片，除了具備強大的計算能力外，還需要能夠支持無(wú)線(xiàn)通信、衛星導航、文字處理、語(yǔ)音交互等功能。”飛思卡爾汽車(chē)微控制器市場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)理黃熙指出。

　　恩智浦半導體大中華區汽車(chē)電子業(yè)務(wù)部總經(jīng)理陳偉進(jìn)也表示，車(chē)聯(lián)網(wǎng)有四個(gè)創(chuàng )新示例來(lái)說(shuō)明不斷變化的芯片的需求，一是以太網(wǎng)，二是近距離無(wú)線(xiàn)通信(NFC)，三是Car-to-X通信，四是安全性——使汽車(chē)免受操縱和攻擊的影響。“在互聯(lián)汽車(chē)中，安全性和數據保護對于確保乘客安全越來(lái)越重要，需要安全微控制器和加密技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識。”陳偉進(jìn)指出。

　　Spansion公司產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)總監RikGraulus也表示，隨著(zhù)處理數據量的增大，輔助駕駛系統對計算能力的需求也相應增加?？紤]到汽車(chē)的靈活性、舒適性和節能等要求，需要電子控制單元更加小型化、低功耗，這對車(chē)用NOR閃存提出了極高的要求。

　　在汽車(chē)電子行業(yè)中，一直有著(zhù)向集成化發(fā)展的趨勢，對于車(chē)聯(lián)網(wǎng)而言，因為功能繁多，芯片的整合顯得更加必要。“在具體芯片整合方案上，有數字電路和模擬電路的集成、多種通信接口的集成以及不同功能模塊的集成。”黃熙指出。

　　系統方案的高度整合帶來(lái)的是研發(fā)投入的節省、產(chǎn)品周期的縮短，但同時(shí)也帶來(lái)技術(shù)的挑戰。陳偉進(jìn)介紹說(shuō)，模擬信號單元的整合可以包括很多方面，如通信信號、定位信號、語(yǔ)音信號等等。“當前在車(chē)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，恩智浦把車(chē)聯(lián)網(wǎng)T-box內的所有處理器整合到一塊模組內，即ATOP，實(shí)現了高集成度、高整合性和高性能。ATOP模塊內整合了MCU接口處理器、GSM/WCDMA基帶處理器、GPS/Glonass前端芯片、基帶無(wú)線(xiàn)前端模塊，更創(chuàng )新性地引入且整合了NFC模塊，使之成為一套完整的數字模擬高整合車(chē)聯(lián)網(wǎng)終端方案。”陳偉進(jìn)提到。

　　語(yǔ)音交互依然“在路上”

　　目前聲控和語(yǔ)音的交互也存在相當的挑戰。

　　車(chē)聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮作用離不開(kāi)“交互”的應用，但這需循序漸進(jìn)。

　　“從近期看，市場(chǎng)將更廣泛地部署在車(chē)載影音主機顯示屏上復制智能手機和平板人機交互界面技術(shù)以及觸摸屏。從長(cháng)遠看，我們認為聲控界面將變得非常重要。”EdoardoMerli提到，“語(yǔ)音和聲控交互可能是各種智能設備和應用程序在車(chē)內通過(guò)網(wǎng)絡(luò )的終極互動(dòng)方式，未來(lái)信息娛樂(lè )和遠程信息處理應用、雙向交互的移動(dòng)定位服務(wù)、導航信息、安全監視信息(電動(dòng)汽車(chē)電池監視系統和相關(guān)推薦信息)都可能出現在語(yǔ)音界面。意法半導體支持MirrorLink和Terminal模式連接(軟硬件)，而且可提供有強大的電容式和電阻式觸摸屏控制器的產(chǎn)品組合。”

　　黃熙也認為，目前來(lái)看語(yǔ)音輸出與車(chē)載終端互動(dòng)的方式依然是車(chē)載終端發(fā)展的潮流。飛思卡爾針對語(yǔ)音應用，開(kāi)發(fā)了基于A(yíng)RM核的Vybrid和iMX系列處理器，并提供面向多種應用的參考設計與開(kāi)發(fā)套件，使開(kāi)發(fā)者能夠快速方便地完成產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和驗證，從而快速推向市場(chǎng)。

　　雖然汽車(chē)內語(yǔ)音交互與識別是車(chē)聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新發(fā)展方向，但目前聲控和語(yǔ)音的交互也存在相當大的挑戰，如何解決一系列的語(yǔ)音識別技術(shù)難點(diǎn)將是各大公司競爭的關(guān)鍵。

　　陳偉進(jìn)介紹說(shuō)，云計算是解決問(wèn)題的方法之一，本地可配合DSP的技術(shù)來(lái)完成相關(guān)算法。同時(shí)，智能手機已經(jīng)成為一個(gè)運算中心，如何利用智能手機強大的運算實(shí)現相關(guān)語(yǔ)音應用也是業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的方向，兼容多種標準的手機互聯(lián)能滿(mǎn)足多數智能手機與車(chē)機的互聯(lián)。這樣使車(chē)載信息終端與個(gè)人便攜終端可以有機結合，從而更加便利地提供語(yǔ)音識別與控制。

　　雖然車(chē)聯(lián)網(wǎng)“看上去很美”，但從目前來(lái)看，復雜的業(yè)務(wù)模式和相關(guān)利益方的錯綜復雜關(guān)系是限制車(chē)聯(lián)網(wǎng)大規模推廣的主要因素。“因為車(chē)聯(lián)網(wǎng)是跨界技術(shù)的融合，最大問(wèn)題是提出一個(gè)讓所有的最重要的利益相關(guān)者(汽車(chē)廠(chǎng)商、網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、汽車(chē)系統廠(chǎng)商、消費電子系統廠(chǎng)商以及政府部門(mén))都愿意分攤合理的收入和研發(fā)/部署成本的業(yè)務(wù)模式。”EdoardoMerli指出。

　　飛思卡爾汽車(chē)微控制器市場(chǎng)開(kāi)發(fā)經(jīng)理黃熙：

　　多重服務(wù)帶動(dòng)芯片需求

　　車(chē)聯(lián)網(wǎng)終端電子的主要功能覆蓋衛星定位、道路救援、汽車(chē)防竊、自動(dòng)防撞系統、車(chē)況掌握、個(gè)性化資訊接收和多媒體娛樂(lè )資訊接收，并提供包括交通信息與導航、安全駕駛與車(chē)輛保護以及娛樂(lè )通信等多種服務(wù)。它涉及的芯片種類(lèi)繁多，對主處理器、電源管理、射頻收發(fā)、傳感器、視頻編解碼、通信接口、開(kāi)關(guān)驅動(dòng)等多類(lèi)芯片都有著(zhù)相應的需求。

　　車(chē)載信息娛樂(lè )系統設計的復雜度很大程度上是由于軟件的復雜度帶來(lái)的。飛思卡爾采用統一的軟件框架，將不同的功能抽象成多個(gè)層次，并通過(guò)中間件實(shí)現上層應用軟件與底層驅動(dòng)的交互，從而使應用開(kāi)發(fā)者可以很方便地將軟件程序移植到不同的平臺上，滿(mǎn)足面向嵌入式系統的特定要求。

　　恩智浦半導體大中華區汽車(chē)電子業(yè)務(wù)部總經(jīng)理陳偉進(jìn)：

　　車(chē)載電子要求更苛刻

　　對應用于車(chē)聯(lián)網(wǎng)的硬件產(chǎn)品而言，除了要保證汽車(chē)等級的規范如穩定性、可靠性、電磁兼容性、使用年限之外，還必須有一定的靈活性來(lái)滿(mǎn)足Telematics不同應用的需求。

　　同時(shí)，如何兼容不同的通信、定位等標準也是非常重要的一個(gè)要求。

　　為滿(mǎn)足車(chē)載電子使用的各種苛刻條件，從芯片設計之初，就應將系統架構和軟硬件設計結合，使之滿(mǎn)足諸如AEC-Q100、3GPP、PTCRB、GCF等等認證條件。由于有備用電池的要求，車(chē)載T-Box對功耗的要求也非常高。