汽车电子面临的挑战
汽车工业发展至今天,汽车已经从纯粹的代步工具演变成一个集娱乐、信息和安全与一体的电子机械集合体。有统计显示,从1989年至2005年,电子设备在整部汽车制造成本中所占的比例,已经由16％增至30％以上,在一些高档豪华轿车上更是占到整车成本的50％以上。而这样的比例还将随着电子技术的发展不断提高。
市场需求细分
可以把全球汽车电子">汽车电子市场分为发达市场和新兴市场。发达市场包括日本、北美和西欧。在这一市场,汽车都装备了气囊和引擎电子控制系统等等,传统机械系统的渗透较为困难,市场已经饱和。例如,在德国居住的每1000人中就有600辆汽车。在这个市场驱动半导体厂商发展的是先进的控制系统在汽车中的普及。现在的气囊系统是在撞车时避免人受到很大的冲击力,但人们希望未雨绸缪,所以必须采用主动式的防撞车系统。这就是半导体厂商大展身手的地方,下一代车中将拥有更多的集成电路,比如创新性车载系统,如雷达、摄像机等等。这个市场容量大、车辆产量更多、销售额高,一辆车中电子产品更为丰富,该市场占到了销售额的2/3,给半导体行业带来的年增长率高达1.5％。这个市场上的汽车所需要的复杂性更高,需要保证更高的品质。首先是燃料使用效率,更少的有害气体排放。其次是汽车的安全性。第三是成本的削减,让总系统的价格降下来,而且让维护变得更有效率。车子应该具备更多的安全特性和支持,提供自动驾驶仪,了解信息的来源和应该采取何种措施。
在发展中国家的新兴市场市场,增长却是极为迅速。在这个市场,提高车功率的同时还应该提高汽车的功能,使得发展具有可持续性。可扩展性开发平台是取胜的基本要素,然后根据需求、价格、性能、优化性能,可以选择提供不同的复杂性。
图1 各大汽车制造组织对汽车油耗的要求越来越高
技术发展趋势
首先以汽车内部的动力链为例,如果要满足中国采用的欧III标准对燃料利用率和尾气排放的要求,不可能仅仅依靠纯机械的方法,采用现代化的引擎管理系统进行智能化控制是必然选择。这个系统首先需要微控制器作为“大脑”,同时需要众多传感器让其了解周围的情势,例如车的姿态、发动机状态、温度等等。随着汽车技术的发展,网络对于汽车来说极为重要。汽车内部具有敏感功能的众多节点相互间需要交换数据,便构成了最初的网络系统CAN,随着对低成本需求的推动又出现了LIN,这样可以利用一种控制器来管理数据的交换等,比如FlexRay。
此外消费娱乐需要更大的带宽,就需要提供数字化管理手段。更重要的是需要强有力的智能执行器操作汽车的发动机、电机、轮胎、气囊等,帮助人们了解问题、查找问题和解决问题。以刹车为例,如果发生故障就必须关闭,而且驾驶者应该知道如何去解决眼前的问题并安全停车。
最后,一个新的系统根本上要靠品质来解决任何问题,不仅指部件的品质,也包括整个系统软件的品质。保证车辆的功能安全性,除了进一步在器件中采取存储器保护之类措施外,还需要研究在系统级上所能采取的措施,即将多种芯片组合起来,来帮助实现更高层次上的功能安全性。驾驶员所受到的训练是一个方面,汽车本身的改进则是另一方面。安全性的关键在于稳定性控制,ABS是第一代产品,ESP/ESC/BSC等则属于下一种关键性的配置。以北美为例,仅仅引入稳定性控制一项,就可以把交通事故死亡人数降低50％。因为汽车可以识别出所
