半导体公司坚定汽车电子技术的发展方向

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汽车总线性能要求在提升

  当前汽车总线主要包括用于车身控制的CAN、LIN,用作底盘控制的FlexRay和信息娱乐系统中的IDB-1394和MOST。CAN依然占据汽车总线的主流地位,但是英飞凌车身电子系统市场部经理李世铭在IATF2009上表示,低速CAN的市场份额将会逐步被LIN所占领。

  如果把汽车总线比做人体的神经网络,收发器可以视作神经的节点。收发器是网络总线和ECU之间的接口,负责控制器和总线间的信号转换。李世铭介绍说一旦某个通信模块的收发器失灵,就失去了和其他模块的通信,最好的状况是警示灯开始闪,最差的状况是汽车无法工作。收发器的鲁棒性尤其是ESD的性能尤为重要,其他性能要求还包括ISO脉冲、耐电流能力和温度等等。

图 汽车总线市场 资料来源:富士通微电子

  此外,汽车网络的一致性也是关系到总线通信的核心问题。网络物理层必须保持一致性,因为不同的硬件通过总线联接,同样由于不同的软件驱动和微控制器联接在同一个总线系统,每个ECU都需要符合通信协议,因此数据链接层也需一致。李世铭介绍说,为此GIFT/ICT联盟定义了数据链层和物理层的要求,以及一致性测试的条件。CAN物理层一致性测试包括:电参数测试和互操作性测试;CAN物理EMC测试包括:ESD测试,采用DPI方法的EMI测试和EME测试。


  作为下一代的车内控制网络的主要选择,FlexRay提供了比CAN更高的速度和可靠性。FlexRay还能够提供很多CAN网络所不具有的可靠性特点。尤其是FlexRay具备的冗余通信能力可实现通过硬件完全复制网络配置,并进行进度监测。FlexRay同时提供灵活的配置,可支持各种拓扑,如总线、星型和混合拓扑。设计人员可以通过结合两种或两种以上的该类型拓扑来配置分布式系统。

  富士通微电子产品经理丁洁早介绍了FlexRay 面向的是众多的车内线控操作(X-by-Wire),例如:通过多输入设备进行Steer/Shift by wire、利用集成的刹车系统实现Brake by wire、HEV汽车的电池控制和悬停等等。

  针对不同的总线技术,泰克科技的陈文权介绍了用于数字串行接口系列数字示波器DPO/MSO4000可以分析SPI、CAN、LIN和FlexRay,以及FlexRay物理层的分析软件DPO4AUOTMAX。


车载信息娱乐系统高端应用增长迅速

  随着数字高清电视的逐步普及,再加上2013年Blu-Ray播放器将停止模拟输出,使得IDB-1394找到了接入后座娱乐市场的良机。1394高速传输技术的第一种标准是IEEE1394-1995,这个版本允许数据达到400Mbps,第二个版本是1394a-2000,它增加的功能例如异步数据流和串联包。1394a-2000可以支持800Mps的数据速率。近年来,支持1600Mps和3200Mbps的也加入到这个标准中。1394汽车标准1394b-2000已经在2000年得到批准。

  丁洁早介绍说,汽车内娱乐系统对IDB-1394协议的带宽要求各不相同,例如,由车头尾、两侧的摄像头组成的摄像网络大概需要588Mbps(147x4)的带宽支持640x480x30fps的格式。800x480x60fps和18位RGB的导航系统需要415Mbps的带宽,720x480x30fps的DVD和数字电视所需带宽分别为166Mbps,因此整个车载娱乐系统的带宽总需求达到747Mbps。

  除了IDB-1394或者MOST等车内多媒体的网络技术,车用的视频处理器SoC市场也将在未来的数年内呈现高速增长,CAGR将达到21.4%,其中高端SoC的年平均增幅接近50%。NXP半导体汽车电子事业部的技术和应用市场经理徐伟杰表示,高端处理器能够解码高清和标清的视频内容、支持蓝光格式、接收全球不同的数字电视信号,并且应该具备高级的HMI和导航系统以及网络联接。而中端的产品应该支持标清内容的解码、地面数字电视和DVD播放等。

  针对不同的定位,NXP将车载多媒体产品家族分成了Vicaro 和MuVi。Vicaro支持标清电视和HD ready,采用的是NXP 集成了TM3260和3282系列DSP的PNX95xx平台;MuVi是更高端的多媒体处理器SoC,徐伟杰透露目前已经推出的是在采用ARM11的PNX9610平台上的MuViHD1,NXP计划将ARM Cortex9纳入后续的MuVi系列中,并且正在考虑采用多个Cortex9核的PNX9640平台。

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