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汽车的未来:插上网络的翅膀

作者:李健时间:2012-03-23来源:电子产品世界

  经过近一个半世纪的演变,汽车早已经不再单纯是人们代步的工具,从强调驾驶乐趣到休闲娱乐,再到如今最热门的平台,电子产品在其中发挥着越来越重要的作用。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/130625.htm

  随着科技的不断发展,车载电子产品的数量和复杂性都在不断提高,旨在把握消费者对驾驶与娱乐体验的预期,占得市场先机。碰撞警示系统、舒适性控制系统、信息娱乐系统和先进驾驶员辅助系统只是当今众多复杂应用程序的冰山一角,这些应用程序对车载网络中与车载网络间的带宽和互连的需求日益增加。汽车网络技术市场需求不断增长,汽车产量日益提高,这将使更多应用于车载的半导体产品应运而生。

  车内网络

  从最早的纯机械传动,到引入各种电子技术,再到更多电子技术的加入,由于车内主控台只有一个,因此汽车内各电子单元需要组成一个可靠的网络用以控制各个电子单元。经过多年的开发及严格验证,车内网络有着几种不同的标准,如CAN,LIN之类的低速网络已经非常普及,而FlexRay和MOST总线也正努力推向更多的量产车型,甚至包括Ethernet也由传统的计算机网络领域转向汽车网络领域拓展,并且未来将会有很大的发展空间。在车用网络给汽车行业带来契机的同时,网络类型的多样性和信息带宽的激增也同样对整个汽车电子产业链提出了新的挑战。

  汽车网络技术和市场的发展脱离不了汽车产业的大趋势。汽车行业未来的发展很大程度上依赖于汽车电子技术的创新和应用,而汽车网络作为汽车内部各电控单元、人机界面以及车辆与外部环境之间信息交互的纽带将扮演越来越重要的角色。汽车产业在过去的10年间于安全和舒适两个方面有巨大的飞跃,相信大家都会有感性认识。10年前很多高端车遥不可及的选配安全或舒适功能,现在已经成为了家用车的标配。全球平均每辆车CAN-LIN-FlexRay总线节点从2006年少于10个,到目前已超过20个。

  在未来的10年中,决定汽车产业格局的趋势将是节能和移动互联,这些领域对汽车网络的带宽、安全性、能效、耐压、可靠性、抗干扰性、可仿真性、可扩展性、自适应性都提出了新的需求。短期内,主动安全电子技术,例如防碰撞、智能刹车或基于雷达的距离控制应用可会出现增长,而它们同样需要车内数据网络。从长期来看,远程信息处理应当在未来数年出现增长。我们预见的变化是汽车内电子产品的使用将会越来越多,以应对各个控制系统内的处理能力和数据通信的爆炸性需求。当然,市场的影响因素并非只有技术,随着需求的上升和市场的成熟,竞争也日益激烈,对于产业链供货商的成本控制,规模效益和创新能力都提出了新的要求。

  以上四个市场趋势对汽车总线半导体提出了三个方面的需求:

  性能路线:更高的带宽(FlexRay,以太网)、更强的EMC/ESD性能、更低的功耗、更好地在大规模不规则网络中的抗共振、在新能源车中的高压隔离通讯、在节能传统车中的主动能量管理以及在中的网络安全加密和验证等等。

  标准化路线:网络通讯发展的前提是标准化。CAN、LIN、FlexRay都是经过车厂和半导体厂商共同研发多年而推出的车内总线标准。

  优化路线:已有的网络标准有很多性能优化的需求,例如部分网络总线(Partial Networking,)为电池车和新能源车提供更高级的能量控制,使网络称为整车能量管理的一部分,系统基础芯片(System Basis Chip)将网络,能量控制和安全诊断集成一体。

  不同总线不同应用

  在车身相关的网络中,LIN,CAN,FlexRay这几种总线技术分别适用于不同的应用领域,并将在很长一段时间内并存,它们将在最合适自身特点的领域发挥特长,找到存在的市场支撑。对于不同总线类型未来的发展趋势,判断的主要依据是,该网络是否具备其他网络不可替代的优势,这些优势主要包括成本,技术,市场的接受和普及程度等。整车厂商在强调安全的前提下,正在力求降低下一代汽车开发的复杂性,通过将多个网络合并为几个网络或在可能时合并为一个车载网络,可以有效地减少车载网络的数量。由于涉及车型刷新周期的问题,这一发展过程可能需要较长的时间。因此基于以上几点笔者认为未来LIN,CAN, FlexRay还将会在很长时间内并存,并在最适合的领域找到生命力。因为,在车身网络中,目前没有哪一种方案可以满足所有需求。

  各种总线技术应用和定位略有不同,在长期以来和很久的以后都将共存共荣。关于车内网络各种标准的应用,各个厂家有各种不同的见解。

  恩智浦汽车网络产品线全球市场及业务发展总监李晓鹤认为,CAN作为车用主干网已经是成熟技术,大部分车型都已经配备2路以上CAN网络。根据不同车型,可能使用高速或容错CAN。LIN则在局部总线,例如车门、空调、座椅、车灯模块中以低成本占有不可替代的位置。LIN 源于欧洲,之后在美国被标准化成SAE2602, 目前在欧美车型中已经相当普及,其中不乏高端车型出现5路CAN,10路LIN的情况。FlexRay为安全性模块提供更好的带宽,故障隔离和可预测性。Ethernet原于诊断,但未来会看到更多摄像机主动安全,多媒体,甚至车辆云计算的应用。

  

 

  恩智浦汽车网络产品线全球市场及业务发展总监 李晓鹤

  飞思卡尔汽车电子市场经理钱华则解释,LIN适用于车身电子对成本敏感度较高的子节点应用,主要用于后视镜,雨量传感器和门窗等的控制;CAN是一种应用范围比较广泛的总线,从低速的车身电子网络到发动机和底盘系统,甚至包括各种基于网络的诊断系统都可以使用CAN;FlexRay在2005年最先商用于BMW-X5底盘控制系统,一开始便奠定其在车用网络中高可靠性和安全性应用场合的基础。

  

 

  飞思卡尔汽车电子市场经理 钱华

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