汽車(chē)電子技術(shù)創(chuàng )新加快汽車(chē)變革步伐

　　PSI5是專(zhuān)門(mén)用于安全氣囊系統的二線(xiàn)接口。曼徹斯特編碼的數字數據傳輸可實(shí)現125kbps的數據傳輸速度、高EMC魯棒性和低輻射。除了規定各種傳感器供電電流之外，協(xié)議還支持備用的連接(參見(jiàn)圖5)。

　　飛思卡爾半導體(Freescale)最近推出的MMA5xxxW加速度計是一款采用無(wú)引腳方形扁平(QFN)封裝的X軸或Z軸衛星慣性傳感器，該傳感器與PSI5 rev 1.3標準協(xié)議兼容。除了特殊的接口之外，MEMS加速度計的過(guò)阻尼設計還提供防止寄生振動(dòng)的保護，以獲得更魯棒的正面和側面安全氣囊解決方案。與其它基于SOIC的可用設計相比，QFN封裝可提供更小的電路板空間。

2. 攝像頭和雷達傳感器

　　當今汽車(chē)中最復雜的傳感器可能是能夠拓寬駕駛員視野的傳感器。攝像頭和雷達傳感器通常應用于高端汽車(chē)中，但是多家供應商正在致力于拓寬這些傳感器在汽車(chē)中的應用范圍。Delphi、TRW和Continental公司采用的技術(shù)各不相同。

　　Delphi公司在其停車(chē)引導系統中使用了后視攝像頭，而不是超聲波傳感器。該公司聲稱(chēng)，該系統是停車(chē)問(wèn)題的低成本解決方案。高級算法獲取攝像頭提供的信息，然后確定是否有足夠的停車(chē)空間并計算后退路徑。駕駛員接收語(yǔ)言形式的停車(chē)逐步指示和汽車(chē)顯示屏上的視覺(jué)指示?？蓴U展性使系統能夠實(shí)現各種停車(chē)輔助方案，這取決于汽車(chē)制造商的要求。

　　TRW公司希望其AC100 24GHz雷達技術(shù)能夠讓其碰撞減輕制動(dòng)(CMB)系統應用于廣闊的汽車(chē)市場(chǎng)中，該雷達傳感器的價(jià)格為77 GHz雷達傳感器價(jià)格的一半左右。TRW的CMB技術(shù)用于解決城市交通和交通堵塞引起的問(wèn)題，該技術(shù)應用于近距離(6-7米，即20-23英尺)。在該距離內，可以通過(guò)制動(dòng)以有限的減速將速度降低20kph (12.4 mph)，從而防止發(fā)生碰撞。

　　在150m(492英尺)的范圍內，24GHz的雷達還能支持自適應巡航控制等駕駛輔助功能。這使得該技術(shù)能夠用于車(chē)速高達160kph(99.4mph)的高速公路上。城市和高速駕駛相結合可以滿(mǎn)足當今大眾市場(chǎng)汽車(chē)的諸多需求。

　　整合雷達和基于攝像頭的視覺(jué)傳感器的優(yōu)勢已在多款汽車(chē)中得以體現。不過(guò)，Continental公司的工程師正在力圖通過(guò)整合來(lái)進(jìn)一步防止事故的發(fā)生。在制動(dòng)空間不足的實(shí)例中，駕駛員圍繞障礙物轉向以便防止碰撞的能力可提供另一種防撞備選方案。Continental公司的緊急轉向輔助概念利用來(lái)自雷達的長(cháng)距離信息，有望增加來(lái)自攝像頭系統的視頻圖像，這與已用于智能大燈控制的做法比較類(lèi)似。這種整合可在高速公路上為駕駛員提供范圍較遠的威脅評估。

　　EPS和ESC配合使用時(shí)，駕駛員可以向右側或左側轉向，避免發(fā)生碰撞(特別是在始料未及的停車(chē)情況下)。ESC的滾動(dòng)旨在快速轉向操作時(shí)使汽車(chē)保持在路面上，并通過(guò)選擇性地將最初的制動(dòng)壓力施加到各個(gè)車(chē)輪上來(lái)穩定汽車(chē)。由于用于ESA的所需元器件已在許多汽車(chē)中得以應用，因此Continental公司的工程師自信地認為，汽車(chē)制造商能夠以相對便宜的價(jià)位實(shí)現這一功能(參見(jiàn)圖6)。

圖6： Continental的緊急轉向輔助系統顯示了EPS如何與其他車(chē)載系統協(xié)作以避免事故。

　　如今的汽車(chē)依賴(lài)針對各種應用的多種無(wú)線(xiàn)技術(shù)，范圍涵蓋傳統廣播無(wú)線(xiàn)信號、遙控鑰匙(RKE)、輪胎氣壓監測、雙向藍牙、WiFi、蜂窩、專(zhuān)用短距離通信(DSRC)連接等。越來(lái)越多地使用無(wú)線(xiàn)設備與技術(shù)進(jìn)步和利用最新無(wú)線(xiàn)功能的不懈努力有著(zhù)直接關(guān)系。于是，遠程信息處理和車(chē)載信息娛樂(lè )的角色繼續在汽車(chē)領(lǐng)域中得到拓展。

1. 改進(jìn)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)

　　隨著(zhù)為汽車(chē)開(kāi)發(fā)新通信系統的工作的不斷推進(jìn)，IC供應商正在瞄準諸多現有的無(wú)線(xiàn)應用。當然，集成的優(yōu)勢在最新的IC中非常明顯，它可以在更小的空間內提供更多的功能，并降低總系統成本。Atmel的用于混合密鑰應用的單芯片高級加密標準(AES)-128發(fā)動(dòng)機防盜系統和RKE微控制器就是這樣一個(gè)例子。ATA5795特別針對同一鑰匙中集成了發(fā)動(dòng)機防盜系統和RKE功能的大批量單向汽車(chē)鑰匙。

　　內置ATA5795的鑰匙與汽車(chē)中的接收器通信(圖7)。ATA5795中的N分頻發(fā)射器覆蓋315MHz和433MHz頻帶。AES-128加密引擎同時(shí)用于發(fā)動(dòng)機防盜系統和RKE功能，可在兩個(gè)應用中實(shí)現類(lèi)似的安全方案。5mm×5mm的QFN封裝中可容納所有的芯片集成電路及其超低功耗的AVR內核，因此適合鑰匙的小電路板空間。

　　借助現有FM和AM收音機頻道的增強音質(zhì)、更多的編程選擇和新無(wú)線(xiàn)數據服務(wù)，iBiquity的高清廣播技術(shù)現已被13家汽車(chē)品牌所擁有的70多條汽車(chē)生產(chǎn)線(xiàn)采納。作為響應，意法半導體開(kāi)發(fā)了一種可滿(mǎn)足與日俱增的高清廣播技術(shù)市場(chǎng)的芯片組。這個(gè)端到端解決方案將基帶接收器(STA680)與RF前端IC(TDA7706)整合在一起。此外，這種組合通過(guò)包含Conditional訪(fǎng)問(wèn)支持和雙通道應用(HD Radio 1.5)的特性，從而拓展了高清廣播接收器的功能。

　　STA680可同時(shí)解調來(lái)自?xún)蓚€(gè)TDA7706的兩個(gè)不同的高清廣播流。該芯片組通過(guò)雙音頻流處理來(lái)滿(mǎn)足單通道和雙通道高清應用的需求。在雙通道配置中，系統可以同時(shí)解調來(lái)自第一個(gè)廣播頻道的音頻和數據以及來(lái)自第二個(gè)廣播頻道的數據(圖8)。它還可以接收來(lái)自一個(gè)頻道的音頻內容，同時(shí)獲取來(lái)自另一個(gè)頻道的交通或天氣數據。

圖8：STA680 RF前端IC能夠同時(shí)解調來(lái)自?xún)蓚€(gè)獨立射頻通道音頻和數據，從而為高清廣播用戶(hù)提供更多的收聽(tīng)選擇。

　　該芯片組內置在A(yíng)lps Electric模塊中，并被iBiquity Digital公司確認為可滿(mǎn)足全面的性能要求。

2. 汽車(chē)面臨的無(wú)線(xiàn)技術(shù)難題

　　盡管可用的無(wú)線(xiàn)技術(shù)很多，但是一些車(chē)主可能并不滿(mǎn)足于OEM提供的這些無(wú)線(xiàn)技術(shù)，他們也可能傾向于用一些最新的無(wú)線(xiàn)技術(shù)更新舊汽車(chē)?？赡茏畲蟮碾y題之一在于在常規通信時(shí)或者汽車(chē)靠近蜂窩基站邊沿時(shí)缺少可用的手機信號。另一個(gè)必須解決的問(wèn)題是讓后座乘客在行車(chē)時(shí)保持安靜。

　　Wilson Electronics公司的Sleek手機信號增強器可放大發(fā)送至和來(lái)自北美蜂窩基站的信號。該信號增強器(器件號815226)的工作頻率為800MHz(蜂窩)和1900MHz (PCS)頻帶，該器件可減少掉線(xiàn)，擴大信號范圍，并提高數據速率。完整的系統套件包括一個(gè)適合各種蜂窩手機和智能手機形狀的支架，一根天線(xiàn)和一個(gè)電源適配器(圖9)。

改善汽車(chē)連接體驗的無(wú)線(xiàn)技術(shù)

　　車(chē)頂天線(xiàn)可接收來(lái)自蜂窩基站的信號，并將該信號通過(guò)數據線(xiàn)傳送到支架。信號增強后，Sleek的內置天線(xiàn)將信號發(fā)送至蜂窩手機。此過(guò)程為雙向過(guò)程，因此蜂窩手機可將增強的信號發(fā)送回蜂窩基站。

　　815226的增益為20db(最大輸出功率為1.82W或32.6dBm)，噪聲系數為3.0dB(標稱(chēng)值)。該器件符合蜂窩設備的行業(yè)標準，已獲得美國聯(lián)邦電信委員會(huì )的承認，且滿(mǎn)足加拿大工業(yè)部的要求。

　　iSuppli公司汽車(chē)研究部副總裁Phil Magney表示，后座娛樂(lè )(RSE)系統的數量和復雜程度正變得越來(lái)越高。根據iSuppli車(chē)載數字娛樂(lè )門(mén)戶(hù)網(wǎng)站的分析，Magney預計截至2015年OEM RSE的交付量將從2009年的310萬(wàn)部增長(cháng)到560萬(wàn)部。并且這種增長(cháng)的基礎并不僅僅依靠DVD播放機的增長(cháng)。不斷增長(cháng)的選擇方案列表包括游戲機系統、品牌音頻、高清廣播、USB、MP3連接、移動(dòng)電視、更大的顯示屏尺寸和WiFi。

　　娛樂(lè )設備的發(fā)展將遠遠超出為小孩解悶這一范疇，不過(guò)低齡后座乘客仍將是這些產(chǎn)品的主要使用者。為了讓低齡兒童擺脫有線(xiàn)的困擾，Kidz Gear引進(jìn)了針對小孩的IR68KG02無(wú)線(xiàn)汽車(chē)耳機。

　　如果汽車(chē)不附帶針對兒童的無(wú) 線(xiàn)耳機，或者安裝了后裝系統，紅外(IR)無(wú) 線(xiàn)耳機則可以為這些低齡兒童提供適合的尺寸。該耳機與具有單通道內置IR DVD/視頻系統的美國汽車(chē)兼容，可在耳機上提供獨立的音量控制，空閑時(shí)可自動(dòng)關(guān)斷。使用IR技術(shù)可以避免不斷增長(cháng)的RF無(wú)線(xiàn)信號可能造成的干擾。