車用MEMS與安全MCU應(yīng)用升級(jí)，意法金鑰把關(guān)

　　隨著人們對(duì)車輛的需求迅速增溫，交通事故發(fā)生頻率水漲船高。對(duì)于安全性能的考量成為購(gòu)車的首選。數(shù)據(jù)顯示，2012年中國(guó)已經(jīng)成為全球最大的汽車市場(chǎng)。由于中國(guó)特殊的市場(chǎng)行情，中國(guó)汽車被動(dòng)安全系統(tǒng)市場(chǎng)勢(shì)頭可人，主動(dòng)安全應(yīng)用未來(lái)潛力無(wú)窮。

　　搶占汽車安全市場(chǎng)先機(jī)，意法半導(dǎo)體MEMS器件和安全MCU后勁無(wú)窮，能滿足汽車對(duì)安全性、穩(wěn)定性和高精度的嚴(yán)苛要求。汽車安全現(xiàn)在尤以主動(dòng)式先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）炙手可熱，已成全球半導(dǎo)體廠商的一致努力目標(biāo)。

　　圖 意法半導(dǎo)體大中華及南亞區(qū)汽車產(chǎn)品部市場(chǎng)應(yīng)用總監(jiān)Edoardo Merli

　　車用MEMS傳感器，意法半導(dǎo)體層層遞進(jìn)

　　談及MEMS在汽車市場(chǎng)的開(kāi)發(fā)，Edoardo Merli透露：“意法半導(dǎo)體計(jì)劃分三個(gè)不同階段開(kāi)發(fā)汽車市場(chǎng)：目前是第一個(gè)階段，現(xiàn)有三款產(chǎn)品（兩個(gè)低g加速度計(jì)和一個(gè)3D陀螺儀，意法半導(dǎo)體目前依然是世界上唯一一家生產(chǎn)車用3軸陀螺儀的廠商）投入量產(chǎn)，為公司創(chuàng)造收入?，F(xiàn)階段我們主要解決非安全關(guān)鍵應(yīng)用，像慣性導(dǎo)航、防盜、遠(yuǎn)程信息處理和信息娛樂(lè)。第二階段，首款產(chǎn)品（輔助約束系統(tǒng)又稱安全氣囊）將于今年開(kāi)始量產(chǎn)。第三階段，意法半導(dǎo)體將瞄準(zhǔn)主動(dòng)安全應(yīng)用，像車輛動(dòng)態(tài)控制、穩(wěn)定控制、電子懸掛等類似應(yīng)用。”

　　Edoardo Merli表示，ADAS的定義十分廣泛，不同的系統(tǒng)有不同的安全性、穩(wěn)定性和精度要求。例如，主動(dòng)和被動(dòng)ISA（智能車速適應(yīng)系統(tǒng)）的區(qū)別是，前者只提示駕駛員當(dāng)前車速或加速度不符合地形狀況和限速規(guī)定，而后者則能介入，自動(dòng)校正車輛動(dòng)態(tài)狀態(tài)，當(dāng)然，這很可能會(huì)影響用于檢測(cè)汽車運(yùn)動(dòng)特性的傳感器。不過(guò)，除了汽車電子領(lǐng)域要求必須具備的高可靠性外，傳感器還需要溫度穩(wěn)定性，通過(guò)內(nèi)置一個(gè)精確的失調(diào)和靈敏度補(bǔ)償電路可實(shí)現(xiàn)溫度穩(wěn)定性。許多ADAS系統(tǒng)特別需要在正常工作模式下能夠自動(dòng)執(zhí)行自檢。

　　ADAS涵蓋廣泛的應(yīng)用，是一個(gè)高速增長(zhǎng)的市場(chǎng)，意法半導(dǎo)體正在密切關(guān)注該市場(chǎng)走向，充分發(fā)揮MEMS傳感器和安全MCU的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，達(dá)到汽車系統(tǒng)的安全目標(biāo)。

　　意法半導(dǎo)體安全MCU滿足安全系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的需求

　　安全微控制器通過(guò)先進(jìn)的ASILD概念處理安全系統(tǒng)日益增長(zhǎng)的需求：（1）在架構(gòu)所有層面提供訪問(wèn)保護(hù)；（2）真正的ASILD 概念依靠硬件方法；（3）提供必要的硬件支持，實(shí)現(xiàn)依賴應(yīng)用的ASILD概念。Edoardo Merli強(qiáng)調(diào)，意法半導(dǎo)體擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)：Leopard （ASILD防故障架構(gòu)）是由一個(gè)獨(dú)立的組織于2007年定義并取得SIL3認(rèn)證。這是市場(chǎng)上第一個(gè)真正的ASILD架構(gòu)，是開(kāi)發(fā)符合ISO26262標(biāo)準(zhǔn)的新微控制器的參考基準(zhǔn)。

　　事實(shí)上，準(zhǔn)許系統(tǒng)產(chǎn)生錯(cuò)誤的執(zhí)行動(dòng)作的假設(shè)是大多數(shù)ECU（包括安全氣囊）的安全原則的基礎(chǔ)。Edoardo Merli表示，系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須在應(yīng)用安全時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到這些動(dòng)作，以便系統(tǒng)能夠進(jìn)入防故障模式，同時(shí)不會(huì)毀壞功率級(jí)和執(zhí)行器。為防止系統(tǒng)工作異常，必須使用冗余采集，以確保計(jì)算安全。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，必須選用內(nèi)置專用安全邏輯的SIL3 MCU（鎖保護(hù)使能的多核微控制器）。

　　Edoardo Merli強(qiáng)調(diào)，為確保執(zhí)行安全，設(shè)備廠商必須使用SIL3執(zhí)行器設(shè)計(jì)系統(tǒng)（例如，自動(dòng)最小死時(shí)插入），同時(shí)必須擁有一個(gè)精確的執(zhí)行器監(jiān)視器（熱保護(hù)、電流）；監(jiān)視器功能必須與微控制器功能一致（例如：Leopard架構(gòu)有一個(gè)控制流看門狗，無(wú)需外部控制流看門狗）。SDIL3需要兩個(gè)處理通道，功能與對(duì)策分離。對(duì)于存儲(chǔ)器，對(duì)策是糾錯(cuò)機(jī)制，對(duì)于邏輯電路，則是檢錯(cuò)機(jī)制。既然需要錯(cuò)誤運(yùn)算，就需要為邏輯引入檢錯(cuò)機(jī)制。

　　應(yīng)對(duì)安全標(biāo)準(zhǔn)和聯(lián)網(wǎng)安全新挑戰(zhàn)，車用微控制器再展風(fēng)采

　　汽車安全新標(biāo)準(zhǔn)ISO 26262的推出給半導(dǎo)體廠商同時(shí)帶來(lái)了機(jī)遇和挑戰(zhàn)。Edoardo Merli表示，機(jī)會(huì)主要取決于創(chuàng)新能否最大限度降低系統(tǒng)成本，同時(shí)達(dá)到每一種汽車系統(tǒng)的安全目標(biāo)。由此帶來(lái)的主要挑戰(zhàn)是從以前的設(shè)計(jì)方法向ISO26262標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)方法過(guò)渡，在安全級(jí)別和系統(tǒng)成本方面兌現(xiàn)所有的預(yù)期好處。意法半導(dǎo)體的主要舉措是，根據(jù)具體不同的車用半導(dǎo)體需求，按照ISO26262標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)并認(rèn)證不同安全級(jí)別的芯片組。這個(gè)過(guò)程將會(huì)涉及所有的產(chǎn)品線，包括微控制器、配套芯片、電源管理、模擬IC和MEMS。

　　Edoardo Merli強(qiáng)調(diào)，在應(yīng)對(duì)聯(lián)網(wǎng)安全性上，意法半導(dǎo)體的汽車微控制器系列產(chǎn)品是提高安全性的高效解決方案，在所有架構(gòu)層面引入訪問(wèn)保護(hù)：Core MPU、System MPU on Crossbars、 IO Bridge MPU features、Peripheral ConfiguraTIon Registers ProtecTIon。從芯片角度看，意法半導(dǎo)體能夠?qū)崿F(xiàn)冗余通信模塊和冗余通信協(xié)議，而軟件解決方案應(yīng)由OEM和主要汽車廠商主導(dǎo)。

　　ST實(shí)施本土化策略，力推汽車安全增量

　　意法半導(dǎo)體的戰(zhàn)略是與向功能安全發(fā)展的汽車電子客戶合作，向關(guān)注功能安全概念的所有客戶提供最新的產(chǎn)品信息，與準(zhǔn)備定義安全設(shè)計(jì)的客戶合作，找到一個(gè)適合的IC成本效益高且達(dá)到相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。

　　Edoardo Merli表示，意法半導(dǎo)體在全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)排名第三，在中國(guó)排名第一。其安全半導(dǎo)體產(chǎn)品占比接近3成，計(jì)劃繼續(xù)開(kāi)發(fā)中國(guó)市場(chǎng)，未來(lái)在中國(guó)有巨大的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。

　　Edoardo Merli透露：未來(lái)意法半導(dǎo)體將按照應(yīng)用領(lǐng)域和首要需求進(jìn)行市場(chǎng)布局。近期主要市場(chǎng)仍然以被動(dòng)安全為主。對(duì)于這個(gè)市場(chǎng)，意法半導(dǎo)體已經(jīng)推出了高成本效益且靈活的安全氣囊系統(tǒng)解決方案，該方案已成為低端小客車的參考標(biāo)準(zhǔn)。至于主動(dòng)安全需求，則以中高端小客車為主，意法半導(dǎo)體為此推出了ABS和穩(wěn)定控制ASILD兼容解決方案。對(duì)于高端市場(chǎng)上的ADAS，意法半導(dǎo)體提供基于攝像頭的駕駛輔助技術(shù)和中遠(yuǎn)距離雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)。意法半導(dǎo)體還與Mobileye合作提供系統(tǒng)解決方案，用于正面碰撞報(bào)警、行人碰撞報(bào)警、 航向監(jiān)視報(bào)警、偏離車道報(bào)警、內(nèi)置支持基礎(chǔ)設(shè)施和限速指示燈的智能遠(yuǎn)光燈控制。意法半導(dǎo)體還提供所有的遠(yuǎn)光燈和智能前車燈電子解決方案。

　　關(guān)于Edoardo Merli

　　Edoardo Merli現(xiàn)任意法半導(dǎo)體大中華及南亞區(qū)汽車產(chǎn)品部市場(chǎng)應(yīng)用總監(jiān)，他從2012年1月開(kāi)始擔(dān)任該職。Merli于1998年2月加盟意法半導(dǎo)體，擔(dān)任電信 固話部系統(tǒng)架構(gòu)主管。2002年，他創(chuàng)立并領(lǐng)導(dǎo)WLAN事業(yè)部，為公司創(chuàng)收1億多美元，幫助意法半導(dǎo)體成為手機(jī)和移動(dòng)設(shè)備 Wi-Fi解決方案市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)供應(yīng)商。 2007年，Merli擔(dān)任汽車產(chǎn)品部總監(jiān)，負(fù)責(zé)RF 技術(shù)能力中心與連接事業(yè)部，隨后負(fù)責(zé)汽車廣播事業(yè)部。 Merli擁有四項(xiàng)專利，并已發(fā)表多篇論文。Edoardo Merli于1989年獲得博洛尼亞大學(xué)電子工程師學(xué)歷。

本文轉(zhuǎn)摘自電子發(fā)燒友網(wǎng)《汽車電子特刊》5月刊

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