車載電子需要“全活”主芯片和外圍器件

摘要：  為適應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)需求，車載電子需要“全活”的主芯片和外圍器件。

關(guān)鍵字：  車聯(lián)網(wǎng)，車載電子，主芯片，外圍器件

在移動(dòng)互聯(lián)大潮的裹挾下，汽車正成為奔跑的“第四屏”，讓車聯(lián)網(wǎng)激發(fā)了無比遼遠(yuǎn)的想像空間。在國際標(biāo)準(zhǔn)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)了很多車聯(lián)網(wǎng)研發(fā)和試點(diǎn)項(xiàng)目。這些項(xiàng)目從不同角度開發(fā)車聯(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(fèi)、按次/行為付費(fèi)保險(xiǎn)系統(tǒng)，而這涵蓋了車聯(lián)網(wǎng)終端電子的主要功能和服務(wù)?！八羞@些功能都離不開各種形式的集成電路，同時(shí)還會(huì)持續(xù)拉動(dòng)半導(dǎo)體市場增長。”意法半導(dǎo)體大中華及南亞區(qū)汽車產(chǎn)品部市場應(yīng)用總監(jiān)EdoardoMerli指出。

為適應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)需求，車載電子需要“全活”的主芯片和外圍器件。

整合提速帶來技術(shù)挑戰(zhàn)

對于車聯(lián)網(wǎng)而言，因?yàn)楣δ芊倍?，芯片的整合顯得更加必要。

為適應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)需求，車載電子需要“全活”的主芯片和外圍器件。EdoardoMerli表示，這包括車載網(wǎng)絡(luò)，即采集汽車狀態(tài)信息并指揮外圍設(shè)備執(zhí)行診斷的CAN控制器;傳感器如加速度計(jì)、陀螺儀等，以向“云”上傳盡可能精確的數(shù)據(jù);車載數(shù)據(jù)接口，如藍(lán)牙和WiFi;音視頻處理，用于語音識(shí)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(biāo)準(zhǔn)和多衛(wèi)星系統(tǒng);汽車與汽車/基礎(chǔ)設(shè)施的通信裝置(3G/4G手機(jī)、WiFi、802.11p、電子標(biāo)簽RFID)，這些應(yīng)用融合是車聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，因此車聯(lián)網(wǎng)芯片必須實(shí)現(xiàn)這些功能。此外，還必須有汽車與平板電腦或智能手機(jī)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(yīng)走高?！皯?yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品的芯片，除了具備強(qiáng)大的計(jì)算能力外，還需要能夠支持無線通信、衛(wèi)星導(dǎo)航、文字處理、語音交互等功能。”飛思卡爾汽車微控制器市場開發(fā)經(jīng)理黃熙指出。

恩智浦半導(dǎo)體大中華區(qū)汽車電子業(yè)務(wù)部總經(jīng)理陳偉進(jìn)也表示，車聯(lián)網(wǎng)有四個(gè)創(chuàng)新示例來說明不斷變化的芯片的需求，一是以太網(wǎng)，二是近距離無線通信(NFC)，三是Car-to-X通信，四是安全性——使汽車免受操縱和攻擊的影響。“在互聯(lián)汽車中，安全性和數(shù)據(jù)保護(hù)對于確保乘客安全越來越重要，需要安全微控制器和加密技術(shù)專業(yè)知識(shí)?！标悅ミM(jìn)指出。

Spansion公司產(chǎn)品營銷總監(jiān)RikGraulus也表示，隨著處理數(shù)據(jù)量的增大，輔助駕駛系統(tǒng)對計(jì)算能力的需求也相應(yīng)增加?？紤]到汽車的靈活性、舒適性和節(jié)能等要求，需要電子控制單元更加小型化、低功耗，這對車用NOR閃存提出了極高的要求。

在汽車電子行業(yè)中，一直有著向集成化發(fā)展的趨勢，對于車聯(lián)網(wǎng)而言，因?yàn)楣δ芊倍?，芯片的整合顯得更加必要?！霸诰唧w芯片整合方案上，有數(shù)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?！秉S熙指出。

系統(tǒng)方案的高度整合帶來的是研發(fā)投入的節(jié)省、產(chǎn)品周期的縮短，但同時(shí)也帶來技術(shù)的挑戰(zhàn)。陳偉進(jìn)介紹說，模擬信號(hào)單元的整合可以包括很多方面，如通信信號(hào)、定位信號(hào)、語音信號(hào)等等?！爱?dāng)前在車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，恩智浦把車聯(lián)網(wǎng)T-box內(nèi)的所有處理器整合到一塊模組內(nèi)，即ATOP，實(shí)現(xiàn)了高集成度、高整合性和高性能。ATOP模塊內(nèi)整合了MCU接口處理器、GSM/WCDMA基帶處理器、GPS/Glonass前端芯片、基帶無線前端模塊，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(shù)字模擬高整合車聯(lián)網(wǎng)終端方案?！标悅ミM(jìn)提到。

語音交互依然“在路上”

目前聲控和語音的交互也存在相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)。

車聯(lián)網(wǎng)發(fā)揮作用離不開“交互”的應(yīng)用，但這需循序漸進(jìn)。

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“從近期看，市場將更廣泛地部署在車載影音主機(jī)顯示屏上復(fù)制智能手機(jī)和平板人機(jī)交互界面技術(shù)以及觸摸屏。從長遠(yuǎn)看，我們認(rèn)為聲控界面將變得非常重要?！盓doardoMerli提到，“語音和聲控交互可能是各種智能設(shè)備和應(yīng)用程序在車內(nèi)通過網(wǎng)絡(luò)的終極互動(dòng)方式，未來信息娛樂和遠(yuǎn)程信息處理應(yīng)用、雙向交互的移動(dòng)定位服務(wù)、導(dǎo)航信息、安全監(jiān)視信息(電動(dòng)汽車電池監(jiān)視系統(tǒng)和相關(guān)推薦信息)都可能出現(xiàn)在語音界面。意法半導(dǎo)體支持MirrorLink和Terminal模式連接(軟硬件)，而且可提供有強(qiáng)大的電容式和電阻式觸摸屏控制器的產(chǎn)品組合?！?/P>

黃熙也認(rèn)為，目前來看語音輸出與車載終端互動(dòng)的方式依然是車載終端發(fā)展的潮流。飛思卡爾針對語音應(yīng)用，開發(fā)了基于ARM核的Vybrid和iMX系列處理器，并提供面向多種應(yīng)用的參考設(shè)計(jì)與開發(fā)套件，使開發(fā)者能夠快速方便地完成產(chǎn)品的開發(fā)和驗(yàn)證，從而快速推向市場。

雖然汽車內(nèi)語音交互與識(shí)別是車聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的最新發(fā)展方向，但目前聲控和語音的交互也存在相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，如何解決一系列的語音識(shí)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，云計(jì)算是解決問題的方法之一，本地可配合DSP的技術(shù)來完成相關(guān)算法。同時(shí)，智能手機(jī)已經(jīng)成為一個(gè)運(yùn)算中心，如何利用智能手機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算實(shí)現(xiàn)相關(guān)語音應(yīng)用也是業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的方向，兼容多種標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)互聯(lián)能滿足多數(shù)智能手機(jī)與車機(jī)的互聯(lián)。這樣使車載信息終端與個(gè)人便攜終端可以有機(jī)結(jié)合，從而更加便利地提供語音識(shí)別與控制。

雖然車聯(lián)網(wǎng)“看上去很美”，但從目前來看，復(fù)雜的業(yè)務(wù)模式和相關(guān)利益方的錯(cuò)綜復(fù)雜關(guān)系是限制車聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模推廣的主要因素?！耙?yàn)檐嚶?lián)網(wǎng)是跨界技術(shù)的融合，最大問題是提出一個(gè)讓所有的最重要的利益相關(guān)者(汽車廠商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、汽車系統(tǒng)廠商、消費(fèi)電子系統(tǒng)廠商以及政府部門)都愿意分?jǐn)偤侠淼氖杖牒脱邪l(fā)/部署成本的業(yè)務(wù)模式?！盓doardoMerli指出。

飛思卡爾汽車微控制器市場開發(fā)經(jīng)理黃熙：

多重服務(wù)帶動(dòng)芯片需求

車聯(lián)網(wǎng)終端電子的主要功能覆蓋衛(wèi)星定位、道路救援、汽車防竊、自動(dòng)防撞系統(tǒng)、車況掌握、個(gè)性化資訊接收和多媒體娛樂資訊接收，并提供包括交通信息與導(dǎo)航、安全駕駛與車輛保護(hù)以及娛樂通信等多種服務(wù)。它涉及的芯片種類繁多，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、開關(guān)驅(qū)動(dòng)等多類芯片都有著相應(yīng)的需求。[!--empirenews.page--]

車載信息娛樂系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度很大程度上是由于軟件的復(fù)雜度帶來的。飛思卡爾采用統(tǒng)一的軟件框架，將不同的功能抽象成多個(gè)層次，并通過中間件實(shí)現(xiàn)上層應(yīng)用軟件與底層驅(qū)動(dòng)的交互，從而使應(yīng)用開發(fā)者可以很方便地將軟件程序移植到不同的平臺(tái)上，滿足面向嵌入式系統(tǒng)的特定要求。

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

車載電子要求更苛刻

對應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)的硬件產(chǎn)品而言，除了要保證汽車等級(jí)的規(guī)范如穩(wěn)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滿足Telematics不同應(yīng)用的需求。

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

為滿足車載電子使用的各種苛刻條件，從芯片設(shè)計(jì)之初，就應(yīng)將系統(tǒng)架構(gòu)和軟硬件設(shè)計(jì)結(jié)合，使之滿足諸如AEC-Q100、3GPP、PTCRB、GCF等等認(rèn)證條件。由于有備用電池的要求，車載T-Box對功耗的要求也非常高。