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LIN總線(xiàn)及其對環(huán)保汽車(chē)的貢獻

作者： 時(shí)間：2014-01-20 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
　　是否真的有綠色汽車(chē)？

　　原油價(jià)格上升及全球氣候的明顯變化增強了消費者對生態(tài)環(huán)境的意識 (ecological awareness)。但即便如此，汽車(chē)工業(yè)仍然在不斷發(fā)展。那么，是否真的有所謂的綠色汽車(chē)呢？這當然是沒(méi)有的，或者說(shuō)，目前還沒(méi)有。不過(guò)，情況也不至于這樣差，例如現有引擎的功率比20年前增大了許多倍，但油耗卻減少了差不多三分之一。

　　降低油耗的因素

　　汽車(chē)的重量和其電子系統是降低油耗、進(jìn)而減少二氧化碳 (CO2) 排放的主要因素。30多年前，幾乎沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)諸如電動(dòng)助力轉向，主動(dòng)和被動(dòng)安全或空調之類(lèi)的系統，而如今這些功能甚至在各種基本汽車(chē)型款上都成了不可缺少的組成部分。正是這類(lèi) (以及許多其它的) 功能構成了汽車(chē)額外重量的主要部分。在非電子部分，汽車(chē)業(yè)已經(jīng)發(fā)揮盡降低油耗的潛力。首先，車(chē)漆用量比過(guò)去減少了好幾倍，然后車(chē)體鋼板厚度也減到最小，并且有些部分使用輕得多的材料 (如塑料、鋁材，甚至碳纖化合物) 來(lái)替代。在可能的情況下，甚至玻璃也被輕得多的聚碳酸酯材料代替。

　　LIN總線(xiàn)的作用

　　因此，要進(jìn)一步降低油耗只能借助于智能電子技術(shù)。在這個(gè)領(lǐng)域中，汽車(chē)總線(xiàn)系統扮演著(zhù)一個(gè)重要的角色，它們不僅能減少連接線(xiàn)路本身 (因而減輕車(chē)重)，而且還能使LIN節點(diǎn)更加智能化，讓各節點(diǎn)在無(wú)需工作時(shí)關(guān)斷。

　　LIN網(wǎng)絡(luò )只是眾多汽車(chē)總線(xiàn)系統中的一種，但卻是單位節點(diǎn)成本最低的。從近年的技術(shù)變革，以及市場(chǎng)滲透情況來(lái)看，LIN 行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展可與電動(dòng)助力轉向 (EPS) 相媲美。LIN 和 EPS 都是面向低成本市場(chǎng)領(lǐng)域，通過(guò)大批量而不是價(jià)格來(lái)實(shí)現銷(xiāo)售目標，與ABS系統或安全氣囊截然相反。因此，從全球的角度看，LIN的主要潛力在于汽車(chē)制造商的大批量平臺。LIN的應用領(lǐng)域眾多，包括了從空調聯(lián)網(wǎng)或車(chē)門(mén)控制模塊 (目前首先或主要采用LIN連接)；乘客區車(chē)燈控制和開(kāi)關(guān)模塊 (目前大多采用電纜連接)；直到翼板控制 (如排氣再循環(huán)(EGR))，電熱塞預熱裝置，以及各種泵 (如油泵、燃料泵或水泵) 等。而愛(ài)特梅爾的 LIN 器件更有優(yōu)勢，還可用于動(dòng)力傳動(dòng)系統，這是因為它所采用的SOI 工藝技術(shù)可使IC 承受高達200°C 的工作溫度，也就是說(shuō)，完全可應付引擎倉高達 150°C 的溫度范圍。

　　總線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)挑戰

　　開(kāi)發(fā)高成本效益的、穩健的總線(xiàn)系統是贏(yíng)得市場(chǎng)成功的先決條件，對于 LIN 總路線(xiàn)系統亦如此。未來(lái)幾年市場(chǎng)預測表明LIN將有快速增長(cháng)。

　　就穩健性而言，愛(ài)特梅爾公司的 LIN 產(chǎn)品是市場(chǎng)中的先驅者。其所有第二代 LIN 產(chǎn)品系列都達能承受高達 8 kV 的 ESD 電壓，且具有出色的抗電磁干擾能力，同時(shí)已得到全球所有汽車(chē)制造商的認可。之所以具有這些優(yōu)勢，一方面是因為采用了整體優(yōu)化的電路設計(即 LIN IP)；另一方面則因為采用了 BCD-on-SOI 技術(shù) (即 SMART-I.S. ? )。因為這種技術(shù)的活動(dòng)性結構下有介質(zhì)隔離 (氧化層)，故它具有極好的高溫穩定性，并能很好地防止閉鎖和可控硅行為。

圖1：SMART-I.S.剖面圖（第一金屬層剖面）

　　光學(xué)總線(xiàn)系統應當在EMC方面具有極大的優(yōu)勢，而且應用更為廣泛；但事實(shí)上，目前的情況并非如此，原因在于光波導在插接頭處容易中斷。這在采用所謂分段接插線(xiàn)束的汽車(chē)制造中尤其突出，因而汽車(chē)制造商主要采用電路數據傳輸方式。但僅通過(guò)網(wǎng)絡(luò )連接并不能達到要求，甚至在汽車(chē)中采用專(zhuān)用高速網(wǎng)絡(luò )也是行不通的。更何況，撇開(kāi)客戶(hù)無(wú)法接受的價(jià)格不談，高速網(wǎng)絡(luò )會(huì )導致汽車(chē)中數據泛濫，降低抗電磁干擾輻射能力，同時(shí)產(chǎn)生的輻射也很高。

　　智能LIN節點(diǎn)

　　更重要的是讓LIN節點(diǎn)具有足夠的智能，這樣汽車(chē)中各單元就可根據需要關(guān)閉，從而降低功耗。這種智能解決方案可以使用分立模塊架構來(lái)實(shí)現，但僅用分立模塊不能降低成本和減小尺寸。要降低成本和減小尺寸只能借助于支持所有功能 (如收發(fā)器、電壓調節器、監視器等) 的高集成度系統級IC。此外，也可將單板機 (SBC) 和微控制器封裝在一起，進(jìn)一步減小模塊尺寸，以及裝配和運行過(guò)程中的錯誤率。8位微控制器尤其適合這種集成，考慮到目前AVR?　微控制器的功耗，設計人員可用AVR 微控制器替代16位架構，將整個(gè)系統容納到一個(gè)5mm x 7 mm或 7 mm x 7 mm 的SiP IC封裝中。
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