車(chē)載信息終端及關(guān)鍵器件的現狀與展望

　　眾所周知，作為汽車(chē)電子化的關(guān)鍵器件，汽車(chē)用半導體的研究開(kāi)發(fā)非常困難，因為它的使用環(huán)境平均溫度在零下40度到85度之間，發(fā)動(dòng)機用的控制器件使用溫度更是最高達到125度。此外，所有產(chǎn)品還必須保證10年以上的可靠性。為此，必須在設計、研發(fā)、試生產(chǎn)以及評定的各個(gè)環(huán)節，都嚴格執行高安全性、高可靠性的高品質(zhì)原則。作為一家半導體生產(chǎn)廠(chǎng)商，瑞薩正是通過(guò)嚴格實(shí)現這些產(chǎn)品原則而獲得了市場(chǎng)的高度認可，并分別在日本和全球汽車(chē)電子市場(chǎng)分別占據了22.3%和7.1%的份額。以下透過(guò)瑞薩車(chē)用半導體的發(fā)展，結合中國實(shí)際情況，我們簡(jiǎn)單探討一下智能交通系統中車(chē)載信息終端及關(guān)鍵器件的發(fā)展情況。

車(chē)載信息終端的發(fā)展趨勢

　　從2002年到2005年，中國汽車(chē)電子市場(chǎng)保持著(zhù)42.6%的復合增長(cháng)率，市場(chǎng)規模已突破了620億元人民幣。成長(cháng)如此快速的市場(chǎng)對任何一家半導體廠(chǎng)商都有著(zhù)足夠的吸引力。作為瑞薩來(lái)說(shuō)，非常希望能以先進(jìn)的技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)為中國汽車(chē)電子市場(chǎng)的發(fā)展做出自己應有的貢獻，尤其在汽車(chē)導航系統方面，瑞薩在日本和全球市場(chǎng)分別占據了約80%和約60%的份額，具有豐富的應用經(jīng)驗。

　　最近上市的高級轎車(chē)中，應用了100個(gè)以上的電子工作模塊，這些模塊構成了典型的ASV（Advanced Safety Vehicle）系統。ASV是實(shí)現安全舒適交通生活的關(guān)鍵技術(shù)，也是實(shí)現智能交通非常重要的技術(shù)之一。我們要探討的車(chē)載信息系統就是ASV的重要組成部分。

　　未來(lái)汽車(chē)預計會(huì )發(fā)展成為一個(gè)移動(dòng)的通信終端，無(wú)線(xiàn)電通信是實(shí)現這個(gè)過(guò)程的重要技術(shù)。以汽車(chē)為中心的通信不但包括車(chē)內傳感器、監視器和控制器件等電子單元的無(wú)線(xiàn)互聯(lián)，還包括了車(chē)與車(chē)之間、車(chē)與路之間的通信。從目前來(lái)看，中國消費類(lèi)電子、手機等移動(dòng)通信設備，汽車(chē)內連接與汽車(chē)外連接，Network消費的連接性相對而言還不是很理想。這里主要存在兩個(gè)制約因素，一是無(wú)線(xiàn)連接的速度還比較慢，二是誠如汽車(chē)廠(chǎng)商反映的那樣，現在車(chē)內無(wú)線(xiàn)電應用在可靠性方面還難以讓人完全滿(mǎn)意。因此，更高的無(wú)線(xiàn)連接速度和可靠性可能會(huì )成為中國車(chē)載信息終端今后發(fā)展的方向之一。

　　為了實(shí)現更高速的連接性，采用WAVE（Wireless Access Vehicle Environment）或者是WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）這樣更高的無(wú)線(xiàn)通信規格對車(chē)載信息終端來(lái)說(shuō)是非常必要的。車(chē)內連接的可靠性問(wèn)題，通過(guò)應用UWB（Ultra Wide Band）等新一代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)也能得以解決，而且會(huì )像藍牙一樣，全部實(shí)現無(wú)線(xiàn)連接。在與外面環(huán)境的連接中，日本有一種叫DSRC（Dedicated Short Range Communication）的技術(shù)，可以在很小范圍內實(shí)現汽車(chē)跟外界的通信，此技術(shù)現已實(shí)用化，且可靠性高，速度大概為1Mbps，而下一代是4Mbps。另一方面，在歐美開(kāi)發(fā)中的新一代WAVE或WiMAX可能會(huì )實(shí)現10M-20Mbps的通信速度。所以，在中國如果逐漸應用這些已實(shí)用化且高可靠性的新一代無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的話(huà)，智能交通的應用范圍、商業(yè)模式可能也會(huì )不斷擴大起來(lái)。這方面瑞薩有許多成功的經(jīng)驗可供分享。

　　下一代車(chē)載信息終端的發(fā)展，還有一個(gè)很重要的無(wú)線(xiàn)應用技術(shù)就是Adhoc。這一技術(shù)可以在多種信息設備，包括終端、車(chē)、傳感器等，集中在一起的場(chǎng)合下，實(shí)現自主構筑無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。比如，如果在道路上發(fā)生交通事故，距事故現場(chǎng)最近的車(chē)輛可以把信息通過(guò)自主構筑的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳遞到后面的車(chē)輛，為后車(chē)的駕駛提供信息服務(wù)。目前，這一技術(shù)由日立制作所的研究開(kāi)發(fā)部門(mén)在兩三臺汽車(chē)間的小范圍內試驗成功。但是，這樣的系統必須經(jīng)過(guò)上千甚至是上萬(wàn)臺汽車(chē)的試驗才能最終實(shí)用化。我們相信只有在中國才具備做這種試驗的條件。

　　此外，與家庭固定用的通信系統不同，汽車(chē)經(jīng)常處于高速移動(dòng)狀態(tài)，因此車(chē)載信息終端與外面網(wǎng)絡(luò )的連接是比較復雜的，需要應用高速移動(dòng)體的無(wú)線(xiàn)LAN技術(shù)。這其中有對無(wú)線(xiàn)LAN高速移動(dòng)體適用技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，也有面向移動(dòng)體無(wú)線(xiàn)通信的高可靠性技術(shù)。前者又包括與高速移動(dòng)體無(wú)線(xiàn)LAN基地局連接確立時(shí)間縮短化技術(shù)開(kāi)發(fā)和高速移動(dòng)時(shí)在多個(gè)無(wú)線(xiàn)LAN基地局間切換功能的開(kāi)發(fā)。例如，當汽車(chē)高速通過(guò)基地局，尤其是在通過(guò)不同基地局時(shí)，普通技術(shù)在與汽車(chē)無(wú)線(xiàn)LAN確立連接或重新連接需要2~3秒，這對于高速行駛中的汽車(chē)來(lái)說(shuō)，是一段很長(cháng)的距離。也就是說(shuō)，在很長(cháng)的一段距離汽車(chē)將處于網(wǎng)絡(luò )盲區。但是，如果應用新一代高速移動(dòng)體無(wú)線(xiàn)LAN連接技術(shù)，就可以把這個(gè)時(shí)間縮短到零點(diǎn)幾秒。這也就是802.11p最重要的技術(shù)。