控制工程师论坛

汽车电子技术的未来走向

目前，消费者对汽车电子的要求是：可靠耐用的电子系统，更强大的安全功能，更加舒适。汽车制造商的要求是：完全集成的系统以提高性能，降低系统总成本，功能更丰富，系统更可靠。这意味着汽车电子厂商要面临严峻的技术挑战，同时也将得到更大的市场成长空间。
市场调研机构Strategy Analytics预计，2006年全球汽车半导体市场规模将达180亿美元，年增长率为10%，这一数字在2013年将达290亿美元。从2005年到2010年，汽车电子市场将以7.3%的年均复合增长率稳定增长。到2010年，约有14亿套不同的汽车电子系统生产使用，平均每辆汽车中的电子技术含量将达到283美元，高端车为550美元~600美元，年平均增长速度为9.6%。
随着中国经济的快速增长，汽车工业的发展变得更加重要。根据市场调研机构Gartner的报告，中国汽车市场的增长速度在几年内将超过其国民生产总值增速，从2005 年的400万辆达到2007年的700万辆。2005年，中国已超越日本而成为全球第2大汽车市场。不论是汽车还是汽车电子市场，均在以高于20%的速度发展。汽车电子正在快速形成一个庞大的新兴市场，并将引领电子业发展的新方向。
McKinsey公司2006年1月的报告显示，全球范围平均每千人的汽车保有量为104辆，而中国的这一比例为8辆，远远低于全球平均水平。中国汽车市场上，目前大部分先进汽车电子设备都来自于进口。但是由于中国政府将国内汽车市场视为一种战略行业，许多汽车和汽车设备最终将在中国本土设计和制造。因此，中国市场蕴藏着巨大的发展潜力。

 英飞凌公司AIM集团高级副总裁
  兼总经理Reinhard Ploss博士

快速增长的汽车电子控制技术，特别是汽车网络技术的发展，如基于FlexRay网络的线控技术，基于开放系统架构的AutoSar技术等，在不断地加速汽车电子半导体，特别是MCU的发展。另外，日益严格的安全(如乘客位置检测和TPMS)、尾气排放和燃料消耗标准，将促使汽车生产商开发更多混合燃料汽车，如柴油机车、灵活燃料汽车、汽油直喷汽车和氢气燃料车等。
英飞凌科技公司汽车、工业和多元化电子市场(AIM)集团高级副总裁兼总经理Reinhard Ploss指出，安全装置将是汽车电子产品增长的一个主要推动力，动力与传动系统、舒适系统、导航系统也将继续推动增长。

动力与传动系统
变速箱
与手动档汽车相比，自动档汽车由于其驾驶的舒适性，正受到越来越多驾驶者的欢迎。在自动变速箱中，宽齿比可提供更好的驾驶体验和更高的总体效率，因此，宽齿比正在从豪华汽车走向种类繁多的乘用车和轻型卡车。一般来说，根据车型的不同，6速变速箱可以使油耗降低3%~7%。与传统的3速和4速变速箱相比，宽齿比设计要求电子器件更精准、更灵活，功能更强大。
英飞凌开发的变速箱入门平台可提供非常精准的控制，并包含下一代宽齿比自动变速箱所需的所有主要芯片，包括变速箱电磁阀控制芯片、32位汽车微控制器和微控制器电源芯片，以及其他功率和通信芯片，是个完整的变速箱控制单元，支持5速、6速和7速设计。TLE7241E 双路恒流驱动器和 TLE7242G 四路固定频率恒流预驱动器，具备2%的电流精确性(一般为5%)和通过SPI接口进行编程的灵活性。TC1764 32位MCU将经过验证的车用MCU架构和第二个32位外围控制处理器以及变速箱优化设计集成在单芯片上。TLE7368(SuperSonic)多功能电源芯片，可将汽车电池电源转换为32位MCU驱动电源。
该平台已在10月下旬的美国底特律 Convergence 2006大会上推出。“该入门套件可为我们的客户提供一个基本平台，帮助他们进行变速箱设计创新，更好地利用引擎动力，操控更加顺畅，燃油经济性更好。”英飞凌科技北美公司汽车、工业和多元化电子市场部总经理 Christopher Cook 说道。
软件开发平台
对于引擎和传输控制、刹车防抱死系统和底盘/悬挂系统的开发来说, 控制工程师通常在商用快速原型开发硬件上运行自动生成的C语言代码，以验证控制模式的运行功能。然而，原型开发硬件通常并不代表实际工作的MCU。因此，工程师无法知道控制算法在实际工作的MCU上的实际性能。此外，工程师期望在开发的早期阶段，在目标MCU上运行控制算法，以检验他们的设备选择。但是，如果必须人工编写初始化、设备驱动程序和调度器的代码，这项工作就会变成非常困难，并耗费很长时间，从而延长设计周期,增加开发成本。
飞思卡尔在底特律 Convergence 2006大会上推出的RAppID ToolBox软件方案解决了这些难题。“工程师能在32位MPC5500 汽车MCU系列硬件上执行控制模型，而无需编写代码，只需剖析代码在目标MCU上的执行性能。借助RAppID ToolBox，工程师能在实际的真实控制环境中开展工作，从而缩短开发时间。”飞思卡尔Virtual Garage软件和服务业务部门总监Salim Momin表示。

飞思卡尔半导体(中国)公司
  汽车及标准产品部
  业务拓展经理康晓敦

混合动力系统
随着节能和消除污染需求的增长，相关研究显示，在今后几年，混合动力汽车的需求将剧增。与许多功率电子应用不同，混合动力汽车模块的设计需要子系统紧密集成，以在给定成本下获得最理想的系统性能。总体功率系统架构和混合系统设计类型(微型、轻型或全面混合)决定着燃油节省程度，因此，功率电子器件在保证效率、可靠性和成本效益上起着重要作用。凭借微控制器、功率器件和传感器的产品组合，英飞凌可从系统角度分析混合动力汽车逆变器，并在优化系统性能的同时，提供最为经济有效的解决方案。业内专家预测，与内燃机相比，微型混合动力汽车可以节省5%~10%的燃料，带有再生制动和启动功能的轻型混合动力汽车可节省15%~35%的燃料，而完全混合动力汽车可节省40%~60%的燃料。
现在，混合动力汽车的电子控制系统有两个标准鞋盒大，平均重30千克。英飞凌的系统采用了HybridPACK功率模块技术，大小和重量仅为电子控制系统的一半。与目前的解决方案相比，该系统使电能损耗降低五分之一，使冷却更为简单。节省的能源可用于车辆的驱动。
英飞凌科技公司执行副总裁、管理委员会成员兼汽车、工业和多元化电子市场业务部总裁Peter Bauer表示，“两年之后，采用HybridPACK功率模块的混合动力汽车将在全球上市。市场专家预计，仅2010年，混合动力汽车的销量就将超过150万台。”
HybridPACK1模块用于轻度混合动力汽车，包括逆变器和负温度系数电阻的所有功率半导体，可使半导体面积降低30%。该模块结合了沟槽场终止IGBT技术和Emcon二极管技术进行开发。对于轻度混合逆变器应用而言，采用高性能陶瓷衬底和增强型引线键合工艺的扁平铜基片，可将热循环寿命提高3倍，将功率循环寿命提高2倍。而基片的尺寸仅为7cm x 13.5 cm。
对于完全混合动力汽车应用而言，HybridPACK2拥有很小的占位空间，800A/600V模块的尺寸仅为9.2 cm x 20.2 cm。这比现有解决方案小了大约四分之一。HybridPACK2的铝硅碳化物(AlSiC) 基片不仅增强了热性能，而且还提高了汽车发动机应用的可靠性。完全混合动力引擎可为中等距离驾驶提供能量，例如城市交通。
功率MOSFET
对于动力转向、集成启动器/交流发电机，以及电机和螺线管驱动器设计等应用，飞兆半导体扩充了符合AEC-Q101标准的30V和40V低压PowerTrench MOSFET系列。该公司功能功率部汽车功率产品副总裁Paul Leonard称：“30V MOSFET 器件FDB8860的导通电阻很低，为2.3mΩ，仅为55V或60V MOSFET的一半，因此能降低功耗至高压器件的二分之一。在汽车设计中，低导通电阻意味着更高的效率，更低的功耗及产生更少的热量。”

安全系统
安全越来越成为困扰各国汽车驾驶者和交通管理部门的一个重大问题。根据美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)于今年4月发布的一份报告，驾驶员注意力不集中是大部分事故和近距离碰撞的主要因素。该报告表明，80%的碰撞和65%的近距离碰撞都与驾驶员注意力不集中有关，可能是由于疲劳驾驶、使用手机以及其它分散注意力的因素所导致。我国交通事故中很大一部分也是出于同样的原因，为了避免这类事故的发生，汽车防碰撞系统的开发就显得尤为必要和迫切。
主动安全系统
为了应对高级汽车安全功能日益增长的市场需求和变化压力，飞思卡尔在底特律 Convergence 2006大会上推出了一款为基于传感器的防撞系统优化的高性能32位MCU。
飞思卡尔高级副总裁兼汽车和标准产品部总经理Paul Grimme表示：“安全是最新汽车设计的推动力。我们正在开发自动驾驶车辆安全系统，这些安全系统最终将是智能、灵敏和自动的。同时提供各种技术支持，从传感器和模拟集成电路，到高级微控制器如MPC5561，尽量确保自动驾驶车辆的高安全性。”
高性能MPC5561 MCU基于Power 架构技术，非常适用于采用图像传感器和雷达技术的驾驶员辅助系统。MPC5561将高性能计算与信号处理功能很好地结合在一起，同时提供经过验证的指令集架构的可靠性和熟悉度。这种高度集成的MCU带有大量接口和外围设备，如高速图像传感器接口和FlexRay网络控制器，是专为高级汽车安全系统量身定制的。
MPC5561支持大量基于传感器的汽车安全系统，如自适应巡航控制系统、盲点检测、倒车警告、乘客位置检测和主动照明系统。这些应用和其它高级驾驶员辅助应用通常都需要体积小巧的印制电路板，包含紧凑而强大的单芯片MCU，具有很高的集成度。
高级驾驶员辅助系统使用一个由传感器和处理器组成的网络，以检测和避免可能的冲撞，能够帮助降低驾驶员注意力不集中带来的危险，增强驾驶员安全。这些系统基于这样一个前提：即挽救生命的最好方式是避免碰撞。
自适应巡航控制系统就是防撞系统的一个很好例子。该系统可以根据其它车辆的间隔距离和速度，自动调节巡航速度，无需驾驶员介入。自适应巡航控制系统采用雷达技术和强大的处理器，帮助驾驶员在路上行驶时与其它车辆保持安全距离。该系统能比驾驶员更加迅速和精确地响应变化的交通状况。借助此类防撞技术，盲点警告和停车辅助系统可向驾驶员发出告警，提示行驶道路上的可能障碍。
另外，众多数字视频应用将改变汽车驾驶的体验方式，如基于机器视觉的辅助驾驶与主动安全系统。TI 负责 DSP 的市场营销经理 Gerard Andrews 指出：“TI 的4款基于 DSP 的新型数字媒体处理器解决方案适用于车载视觉等市场。”
TMS320DM643x 处理器是达芬奇技术中首批仅基于 DSP的产品，以低于以往的价位提供了更高的处理性能。在摩尔定律的作用下，结合增强型 DSP 内核与最新视频处理子系统 (VPSS)，DM643x 处理器能够提高视频性能，以 D1 解析度实现高达 H.264 的视频编码，而且与前代 DSP 数字媒体处理器相比，成本降低了 50%。所有4款处理器均采用 TMS320C64x+ 内核，工作频率在 300 MHz~600MHz之间。
DM6431、DM6435 与 DM6437 等3款处理器均提供专用功能，适合车载视频应用，如车道偏离警告与防碰撞系统。上述处理器均支持CAN总线接口。符合 AEC-Q100标准的上述器件计划于 2007 年第二季度投入量产。
通常情况下，采集图像并显示于LCD监视器上，以便驾驶者观察位于车辆后方的障碍物，不论是就传感器性能或是系统智能而言，这种应用的要求都是很基本的。为了方便驾驶者观察位于车辆后方的障碍物，赛普拉斯(Cypress)面向机械视觉汽车应用的IM103 1/3英寸VGA格式CMOS图像传感器，使得汽车能够在出现险情时自行做出相应的决定。由于对汽车驾驶安全性的突出贡献，该产品获得了集成电路和电子系统技术和专利分析机构Semiconductor Insights(SI)颁发的“2006年度INSIGHT最佳创新图像传感器奖”。
SI近期所做的分析显示：该产品的8×8mm像素具有很高的最大灵敏度值，有效像素密度为7100像素/mm2，非常适合于用作汽车传感器。测试所得的填充因子为57%，对于提供了一个大于36mm2的光电二极管的CMOS图像传感器而言，这是一个出色的指标。赛普拉斯的设计团队还简化了控制电路，实现了47%的芯片利用率。
被动安全系统
对于刹车防抱死系统以及副驾驶分类系统应用，德国ZMD汽车电子公司引入了ZMD31150高速汽车信号调理芯片，并在所有类型的惠斯登电桥传感器上使用了高级的片上诊断技术。
ZMD公司业务经理Frank Schulze表示：在有些应用中，速度是极其重要的因素；在汽车相撞事故中，安全也决定于此。相撞时，汽车必须迅速地感知到副驾驶座位上乘客的身高、体重以及方向，以便于控制气囊的位置。ZMD31150比通常的信号调理芯片的传感速度快大约2倍到7倍，并且精度非常高。
在现代汽车中，传感器不准确或感应失败是造成不能及时展开工作的罪魁祸首。一个传感器信号调理(SSC)必须满足或者给出一个已知的正确感应，或者是报告错误信号。应用在ZMD31150中的经过提升了的实时诊断技术可以探测到设备之间的故障连接，短路以及功率损耗等故障。EEPROM存储器的纠错功能保证了其良好的运行。为了提高硬件的可靠性，对输出进行了保护，以防止出现短路、反极性以及高至33V的电压等不良情况。
ZMD31150高速汽车信号调理芯片还可用于汽车的所有传感应用领域。

车身与控制
32位车身MCU
来自Reed电子研究机构的报告显示，2005年~2010年全球车身电子市场将从40亿美元增长到63亿美元，平均年增率是9.4%。网络化车身控制的发展增加了对MCU的需求，目前，每辆汽车里有数以百计的MCU。
随着汽车架构朝着更加复杂的分层网络发展，汽车制造商在不断寻找方法，通过提高组件集成度来减少汽车电子控制设备的数量。随着高端汽车网关功能需求的不断增长，他们希望将这种功能集成到车身控制器或中心堆栈显示电子系统中，还希望构建灵活的硬件和软件平台，满足不断发展的应用和最终客户需求。
“基于Power架构的低功耗、双核32位MCU--MPC5510系列，很好地满足了当前车身电子应用的几个重要要求：高性能、高能源效率和灵活性。” 飞思卡尔副总裁兼微控制器部门总经理Mike McCourt 表示。
MPC5510系列可从单内核MCU(带有384KB的嵌入式闪存、较少的引脚数量、简化的功能集)扩展到80MHz 双核设备(带有1MB的闪存和高级通信外围设备)。凭借这种可扩展性，开发商能够利用可扩展到MPC55xx系列其它成员的平台架构，满足广泛的车身电子应用需求。其目标应用包括：座椅和后视镜控制、轮胎压力监控、遥控车门开关等车身控制模块 (BCM)、网关 (将FlexRay连接到CAN和LIN 网络)、仪表盘控制器、中心堆栈显示控制器和智能接线盒。
据了解，这款双核32位MCU是飞思卡尔和意法半导体于今年初合作成立的设计中心的开发成果。此外，两家公司还将在广泛的汽车应用领域中进行联合产品开发，包括动力总成、底盘、发动机控制和车身系统。 
16位车身MCU
除车身高端应用外，对于像车门、座椅调节器、空调控制模块、方向盘控制器和车顶天窗等大量成本敏感型车身电子应用，设计工程师们还需要32位以下的MCU。为了满足对设计灵活性和平台兼容性的需求，飞思卡尔的16位MCU系列S12XS提供了为汽车车身和乘客舒适度应用而优化的改进型片上外围设备、存储器、封装和成本选项，帮助设计师根据市场变化做出迅速反应，并降低设计成本。
飞思卡尔半导体(中国)公司汽车及标准产品部业务拓展经理康晓敦在接受《电子设计应用》杂志采访时指出：“汽车电子客户一直在寻找能在降低开发成本并缩短开发时间的同时，保持软硬件在相应应用和平台中重复使用的方法。随着S12XS系列的推出，我们现在可以提供全套可兼容的16位性价比选项，使客户能够更加灵活地进行车身电子设计。另外，飞思卡尔的8位MCU 9S08系列长期以来一直以很高的性价比在满足低端汽车电子市场的需求。”
他具体介绍道：S12XS系列16位MCU带有一个功能强大的XGATE协处理器，能够分担CPU的很大一部分计算机密集型操作。这种多功能、高效的协处理器专门用来处理中断事件而无需CPU的干预。XGATE以比CPU的时钟速度高2倍的速度从RAM中运行，可以减轻CPU执行耗时的中断处理操作的压力，使它能专注于与应用有关的工作。这种16位MCU以接近32位MCU的性能和8位MCU的价格，可在从动力总成控制到车身控制的几乎所有汽车电子中使用。
8位车身MCU
在北京国际车展开幕前不久，我采访了一家车身电子的后起之秀--Silicon Laboratories公司(芯科实验室)。公司MCU产品亚太营销经理兼产品营销经理Len Staller表示：“垂涎于全球汽车电子这块大蛋糕，并充分认识到汽车电子领域的高进入门槛，我们通过本地市场渠道及分销体系认真了解并分析了车身电子的需求及自身优势，首次向市场推出了8位高集成度汽车MCU系列。C8051F52/3x(见图1)将利用目前市场上还没有的解决方案吸引汽车电子工程师，帮助他们设计车身电子功能和其它控制点应用，包括油箱检测、电动车窗、车门、车顶天窗、车尾箱、座椅位置和后视镜。预计2007年第二季度即可量产。”

                                  
                                 图1C8051F530结构框图

符合AEC-Q100标准的C8051F52x MCU系列，首次在3mm×3mm QFN封装内集成了25MHz±0.5%的高精度内部振荡器、8KB闪存、12位25 MIPS ADC、专用LIN 2.0控制器、16位定时器/PWM、SPI、UART和6条I/O线。C8051F53x系列的功能相同，但是另外增加了10条I/O线路，并有20引脚的QFN和TSSOP封装可供选择。这两个系列的工作温度范围为-40℃到+125℃，都内置了可编程比较器、稳压器和温度传感器等其它模拟功能，可以进一步降低设计的复杂性。这种高集成架构使汽车电子设计人员可简化设计流程，减少元器件使用。
“最终，能以最低系统成本满足应用需求的解决方案将带动汽车电子市场的下一轮成长。” Len Staller表示，“我们为汽车产业带来更精密的电路应用，并在控制点应用的集成度及性能方面创下多项业界第一。C8051F52/3x可提供其它解决方案无法提供的功能，这使得汽车电子的能力范围有了新定义。”
仪表显示驱动器
从增强型车辆诊断、辅助倒车摄像头等驾驶员辅助功能，到数字媒体与全实时导航系统，随着汽车信息量的不断加大，对更高图形性能与集成度的显示屏的需求就愈加迫切。为了解决这一技术难题，TI 推出 32 位 TMS470 MCU 平台的扩展版本，TMS470PLFx专门针对多达 6 个步进马达的系统而设计，并与 TI OMAP33x 及基于 TMS320DM64x 的图形控制器紧密结合，以驱动高清 LCD 与薄膜晶体管(TFT)显示屏。
从车辆数字显示技术近期的发展趋势来看，传统模拟监测技术与数字显示技术并存，但某种迹象也显示，传统模拟技术大有被数字显示完全取代之势。消费者已经习惯于个人电脑与手持式设备提供的高性能图形，他们对车辆显示屏的要求有增无减，因此，高质量图形必不可少。

                           图2 SPOC结构框图

这些面向仪表板应用的TMS470 系列 MCU 将帮助开发人员构建高集成度的仪表板解决方案，这种解决方案可利用彩色图形显示控制器，实现 OMAP 与达芬奇技术特有的实时性能与多通用灵活性。TMS470PLFx MCU 可通过其嵌入式 128 段 LCD 控制器直接驱动小块的 LCD。借助高端计时器 (HET)、DMA以及多缓冲SPI(MibSPI) 等外设模块，TMS470PLFx 仪表板 MCU 系列能直接驱动其它类型的数字显示屏，而不会加重 CPU 负载。
另外，飞思卡尔为下一代汽车仪表组设计了16位MCU， MC9S12XHZ512仪表组MCU集成了TFT显示驱动技术。
凭借其片上TFT驱动程序，S12XHZ512设备使仪表组设计人员可以降低设计复杂性，并能及时、经济高效地在低端汽车仪表板上实施高质量的图形显示。S12XHZ512 MCU负责处理关键应用的智能控制功能，并驱动汽车仪表板中的显示屏。除了支持TFT显示屏之外，该设备还可以驱动模拟仪表、LCD和LED显示屏。对仪表组设计人员来说，S12XHZ512的主要特色包括512KB的片上闪存、LCD驱动程序和仪表的步进马达驱动程序。
飞思卡尔副总裁兼微控制器事业部总经理Mike McCourt表示：“对于我们的仪表组客户来说，S12XHZ512是顺应需求的。当TFT显示屏被定位于高端车辆，它就会在中、低端车辆中更加普及，这也是S12XHZ系列的目标。该MCU中集成的XGATE协处理器为TFT显示屏提供了支持技术，通过降低系统成本来加速下一代显示屏在主流汽车市场中的普及速度。”

富迪科技市场部副总裁Hans Wang

LED车灯控制
对于车灯应用而言，OEM厂商正在将普通灯泡替换为LED，后者体积更小、更轻，并且易于整合和制造。由于 LED 比普通灯泡效率更高、更可靠，这使设计者可改善功率管理效率，并且会大大减少车主在车辆使用期间车灯发生故障的情况。英飞凌的5通道高侧智能功率开关SPOC系列，用于控制汽车内部和外部照明系统的标准灯泡和LED灯，从而为制造商提供灵活的解决方案，以跟上将普通灯泡替换为LED灯的趋势。
BTS 55XX SPOC(SPI 功率控制器)系列将N通道MOSFET和具有控制逻辑和电路保护特性的电荷泵单元集成在系统级封装(SiP)设计中，如图2所示。将这些功能集成到标准JEDEC P-DSO-36 封装中，不仅改善了故障诊断能力，同时减少了器件数量，降低了照明系统ECU的设计成本和尺寸。　　
SPOC 器件(不包括 BTS 5566GX)可以配置为灯泡或LED模式，使用同一硬件驱动两种不同载荷类型。模式选择改变了导通电阻、电流限值和开关转换速率，但两种载荷模式都对开关、保护和诊断准确性进行了最优处理。这使得普通ECU可以在使用普通灯泡或LED的不同车型之间轻松共享。
BTS 5590GX 带有集成式看门狗电路，具有故障防护功能。这在安全关键型应用中特别重要，如车辆外部照明。如果在晚上发生故障，系统可启动自我保护模式，在该模式下，可以打开所有侧灯、转向灯和尾灯，使车辆能够被看见，提高司机和乘客的安全性。
汽车电源系统及电路保护技术
越来越多的汽车系统电源模块需要符合严格的点火熄灭电流要求。这些模块的规定电流多数都小于100mA。安森美包括颠倒电池、短路和过载保护的LDO线性稳压器NCV8664，可以在-40℃~85℃的汽车工作温度范围内提供最低静态电流(lq)性能。利用其电源最优化设计，设计人员可以将模块稳压部分的静态电流降到最低，可为更高系统级进行设计，包括CAN或LIN、微处理器和其他系统。
今年早些时候，由于中国台湾地区一家供应商的大批晶圆受到污染，导致通用汽车公司的汽车电子芯片供应一时吃紧。安森美半导体则充分利用其电源技术强项,抓住这次时机,成为了通用汽车的合作伙伴。
安森美半导体汽车和电源管理产品部高级副总裁兼总经理Andy Williams表示：“由于电子装置在汽车中日益普及，降低每个电源模块的静态电流，从总体上最大程度地减少电池漏水已经变得越来越重要了。在未来几个季度中，我们计划进一步扩充低静态电流稳压器系列。”
为了给车体控制器、仪表板、汽车音响以及汽车远程通信等应用提供瞬态保护功能，TI推出了可在恶劣环境下正常工作的高输入电压 LDO 线性稳压器系列，器件支持高达 45V 的宽输入范围。TLE4275QKTTRQ1、TL750M05QKTTRQ1以及 TL760M33 QKTTRQ1 是首批可直接与车辆电池相连接的器件，能够满足抛负载瞬态条件，从而减少了保护 LDO 所需的外部元件数。此外，这些产品还针对典型汽车应用与低成本电容器优化了输出稳定性。

     NXP半导体大中华区
     汽车电子产品区域
      市场经理陈华程

除LDO 线性稳压器外,对于汽车中驱动电源系统电动机和控制负载应用, 安森美开发了新型驱动器。NCV7513是可编程六通道低端MOSFET预驱动器, 适用于发动机控制、记忆座椅和LED前灯等。NCV7708是六边形半桥驱动器, 具有先进的故障报告和优越的保护性能，符合5 V和3.3 V系统的标准。
安森美半导体汽车电源产品部总监Jim Alvernaz说:“新驱动器展示了卓越的灵活设计。从灯泡到继电器，从电动机到LED，新器件可以提供高性价比的解决方案，驱动各种负载。它们的通信和诊断能力可确保车辆的安全性。”
另外，汽车电源总线经常出现电源污染的问题。虽然电源总线的标称电压均为12V，但正常运行的电压范围是8V至16V。同时，蓄电池电流值可以超过100A，而且会由于继电器或熔断器瞬时停止，从而在总线中产生很高的感应式尖峰电压，电压猛增至5倍以上。
在使用过程中，汽车供电装置易受到蓄电池连接错误和蓄电池双倍电压跳跃启动(24V)操作的损坏。而称为“甩负荷”的工作状况也可能在总线上产生很高的电压。一些电源转换器产品有可能过滤掉一些这样的事件，但泰科电子瑞侃电路保护部的试验显示，这些电源转换器的瞬态抑制能力存在很大的差异。在典型情况下，通过USB接口充电的设备都没有在设计上提供处理这种类型电压波动的能力，需要提供过电压保护。
PolyZen器件具有过电压瞬态抑制能力；稳定的电压输出值对抗故障电流；时间延迟型过电压动作能力；时间延迟型反向偏压动作能力；功率处理能力可达100W。有助于让下游电子设备免受过电压和负偏压状态的影响；动作事件可以切断过电压和反向偏压源；动作状态的模拟特性可以最大程度减少了上游的感应式尖峰电压；单部件布局和低散热要求有助于降低设计成本。可应用于汽车内实现充电的便携式电子产品；汽车外围设备的输入电源保护；提供直流电源和输出功率的调节。

车载通信娱乐系统
在汽车行业内，全新汽车电子设备的开发至关重要，它会刺激其他潜在消费类电子设备的需求，如汽车中的免提电话、语音控制、GPS 目的地语音录入、音/视频等相关通信娱乐产品。
语音接口技术
汽车中的主要杀手级语音应用之一是GPS 目的地语音录入。从应用的角度看，GPS 已经成为在日本和欧洲驾车的必备条件。大多数车载GPS 系统的问题在于，用户必须先停车才能手动输入目的地。2005 年，Acura 公司在其RL 车型中引入了一种GPS 目的地语音录入系统。自此，这种功能成为其他新车型竞相引入的一项主要功能。
对于车辆内部的通信系统，蓝牙无线连接移动电话和免提系统的功能已经成熟，问题在于通信的质量。风切噪音、发动机噪音或其他乘客的声音等车内噪音，都会迅速削弱语音识别系统的性能。因此，能够抑制这些噪音的语音接口技术就变得非常重要。它不仅能够提高通信质量，还可以大幅提高语音识别率。
阵列麦克风是语音输入技术的重大飞跃。通过在一个阵列中安排多个麦克风，富迪科技(Fortemedia)、AKG、Knowles甚至微软等公司，能进一步降低环境噪音，提供更加自然的语音。充分利用通过多个麦克风收集到的关于语音和周围环境的信息，阵列麦克风对信号的处理可以有效形成波束以拾取波束内需要的信号，并消除波束之外的噪音。使用阵列麦克风解决方案的几款免提车载工具已在梅赛德斯-奔驰等汽车中采用。
富迪科技市场部副总裁Hans Wang指出:“在中国目前的特殊环境中，手机导航很有市场，虽然这在欧美并不成气候。然而，汽车导航技术的必然发展趋势将是:从手机导航到车载声控导航,最后到车载自然语音声控导航。因为在汽车驾驶中，出于安全和舒适性考虑，声控技术在汽车通信中的地位将越来越重要。富迪的迷你阵列麦克风(SAM)是语音接口技术发展的下一步。我们已设计出第二代SAM芯片，采用了自己开发的DSP，并集成了硬件加速器，将功耗降的很低，达到了25mW(工作电压1.8V时)，是原来的1/3。封装形式是CSP，面积为4mm×2mm，制造工艺为0.18mm，很快将发展到0.13mm，目前的价格为5美元左右。”
他补充介绍到：SAM 之间的距离仅需不到10mm，几乎可以部署在任何情况或应用中。SAM 使用与传统阵列麦克风完全不同的算法处理语音，可以有效形成3维圆锥形波束。因此，波束之外的任何噪音，无论上下都会被消除，不会有任何泄漏。凭借此项新技术， SAM 实现了65dB 的回音消除性能、25dB 的非固定噪音抑制和25dB的风切噪音抑制，与上一代产品相比，去风噪声特性是一个重大提高。这一性能使今天的一级汽车厂商能够提供具有强大竞争力的免提语音信息处理功能。也将有力提升中国汽车电子设备厂商的国际竞争力。”
据Hans Wang透露，今年全球免提导航市场规模为800万~1000万美元，富迪的营收为300万到400万美元，约占总体的30%~40%。他预计，明年这一市场将达到1500万美元。SAM产品已在11下旬的北京国际车展上推出。
蓝牙免提通信
最近的行业评估显示，从2005年到2010年，应用于汽车环境的蓝牙产品市场的年增长率将超过25%。这种增长的动力，一方面在于越来越多的全球客户采用了蓝牙技术，另一方面是驾驶者希望在双手不离开方向盘和眼睛不离开道路的情况下，能够在汽车中使用移动电话以充分利用驾驶时间。
蓝牙连接及无线技术提供商英国CSR公司开发了一项支持蓝牙免提装置迅速推广的计划，使全球的司机能够更安全、更方便地使用移动电话。RoadRunner即插即讲系统是一系列完全兼容的汽车解决方案中的第一个，给OEM和ODM提供了一个预先通过测试的、可定制的软件包，从而可生产低成本的蓝牙免提装置。
RoadRunner即插即讲系统提供了完整的硬件参考设计、蓝牙堆栈、基本套件、免提应用软件和专有的清晰语音捕捉(CVC)软件。设计采用的CVC技术利用先进的回声和噪音抑制方法，可以更清晰地抽取讲话者的语音，并将其传输到通话的另一方，从而提高了语音质量。此外，RoadRunner即插即讲系统还含有NowSpeak文本-语音转换软件，这是专门为CSR公司的BlueCore-多媒体技术开发的一款软件。
CSR公司汽车战略业务部副总裁Anthony Murray表示：“随着当前的世界潮流向免提驾驶的方向发展， RoadRunner平台为售后服务市场的设计者和汽车制造商提供了最好的免提解决方案。他们还将能够更快速地向市场推出有竞争力的产品，这些产品通过了预先的测试，并且完全兼容其它设备。通过CVC技术改善用户体验，交通警察再没有理由拦截那些边开车边打电话的司机。”
媒体处理器
从配备DVD 播放器的小型货车到可收看电视节目的豪华轿车，世界各地的乘客和驾驶者们越来越多地在驾乘时享受着以前在家中才能实现的娱乐功能。
分析机构Strategy Analytics的研究表明，随着市场对新型车载数字娱乐功能的需求日益增长，2012年底，车载多媒体信息娱乐系统市场的规模将高达 360 亿美元。在全球不同地区，车载信息娱乐市场呈现相当大的差异性。例如，在北美，车载 DVD 播放器和广播视频通常安装在汽车后座供乘客享用，而在日本，前座地面电视接口则更为普遍，供驾驶员和前座乘客在交通高峰时收看。2005年全球视频娱乐系统市场的出货量将近500万套，年增长率达30%。根据在北京进行的一项市场调查结果，80%以上的受访者表示愿为车载MP4和AC3(杜比数字)多付一些成本。
Strategy Analytics 汽车多媒体和通信服务总监Joanne Blight先生表示：“随着对车载数字娱乐功能的需求不断激增，开发人员应集中满足不同车载先进音/视频功能组合提出的差异化要求。向数字多媒体的过渡意味着汽车厂商必须兼容更多的通用标准，如 MP3、MPEG及数字广播。基于灵活的平台，开发者可根据消费者不断变化的需求设计汽车多媒体产品，这些产品不仅成本经济，也将成为市场上最成功的产品。”
在底特律 Convergence 2006大会上，NXP 半导体为满足市场对一流的车载音/视频应用日益增长的需求，推出了高度集成的汽车信息娱乐解决方案Nexperia PNX9520媒体处理器。 “该方案拥有先进的软件功能，例如，能够部署最新推出的音/视频编解码器，随着这些编解码器的发展和普遍应用，还可添加更多的多媒体功能。若要实现高清画质，可在一个设备中集成高效的视频解码、先进的视频后期处理、及强大的图形用户界面及加速功能。此外，PNX9520 支持多速度音频编码，这样，乘客和驾驶者只需将 CD、DVD 和MP3中的音乐存储在汽车的硬盘驱动器中，即可在驾乘途中播放并欣赏这些音乐。”NXP半导体大中华区汽车电子产品区域市场经理陈华程表示。
PNX9520支持各种主流标准和接口，能够与现有汽车设计和第三方应用软件轻松集成。PNX9520 处理器支持的视频解码标准包括 MPEG-1/2/4 视频、Windows Media Video、H.264 标准及JPEG 图像显示。它还支持面向高清画质和 MPEG的DVB-T 数字广播标准、AC3和 Window Media Audio 解码标准。■