1、AMPG车身电子系统工程团队汽车电子车身电子的未来发展223810141517目录1 简介2 网络3 超级集成4 功耗5 功能安全6 安防性7 结论1. 简介当今的驾驶员希望在其汽车中获得更高水平的舒适性、安全性、效率和消费电子功能。这些汽车领域的需求反应了社会的整体需求,其中“互联世界”和机对机 (M2M) 通信正在成为最热门的话题。在更加新型的汽车中,有多个摄像头(车道偏离警告系统和自动巡航控制等)和多个用于卫星导航、倒车摄像头和仪表盘等的薄膜晶体管(TFT)屏幕。随着计算性能和嵌入式存储器容量的提升,这些新特性驱动了对车载网络中高带宽的需求,也因此驱动了以太网连接的应用。除了这些高带宽连
2、接以外,在汽车的控制应用中也出现了越来越多的传感器、促动器和电机。传感器测量气体(COx和NOx等)、各种温度、振动、车轮速度、扭矩、偏航和其他参数,以帮助提高效率和安全。促动器(包括继电器和电磁阀)和由MCU控制的电机、驱动泵、风扇、供暖通风和温度调节(HVAC)、电动车窗升降器和天窗等。由于以下两方面的原因,额外功能带来了功耗的增加:第一,由于硬件重量增加,燃油经济性降低,第二,实现额外功能需要更高的计算性能、嵌入式存储器容量和更高的带宽连接性,每一项都会增加功耗。虽然,随着低数据速率小型传感器和促动器的爆炸性增长,主计算资源向少量的中央域控制器集中,该增长也要求汽车采用许多新的电机控制单
3、元(ECU)。在图1中,Strategy Analytics的数据预测了各级别汽车ECU数量的增加。虽然平均来说,目前的汽车大约采用25个ECU,但一些高端型号已经采用超过100个ECU。这些发展趋势结合在一起,会导致一个规模更大的车载网络,使线束通常成为汽车中第二重的组件(位列引擎之后),长度超过6公里的铜线,重量超过70公斤。除了对更高计算性能和网络性能的需求以外,人们对车载网络安全的要求也越来也高,以应对日益复杂的电子产品,以及它们实现的功能的关键特性。另外,随着汽车的双向无线通信变得越来越普遍,人们对汽车MCU的安防措施也产生了前所未有的需求,以防止未授权访问车载网络给车主带来危害,并
4、保护它包含的知识产权。汽车电子 车身电子的未来发展3车身电子的未来发展 汽车电子图1:所有级别汽车中ECU增加的数量0.0Average ECUs per Car10.020.030.040.050.060.0200720082009201020112012201320142015201620172018MiniSmallMediumLargeExecutiveLuxuryCoupe来源 : Strategy Analytics图2:根据应用域划分的车载网络2. 网络当代汽车具有许多能提供诸多功能的ECU。这些功能可能分布在多个ECU上,其中大多数是连接至一个或多个系统总线的网络节点。这些EC
5、U控制多种功能,例如照明、空调、座椅、引擎或变速箱。控制器区域网络(CAN)、局域互联网络(LIN)和FlexRay等与其连接的各种总线系统构成了汽车中的分布式网络。未来,车载网络架构将由高度集成的域控制器组成,它将通过速度更快的总线系统互联。从业界发展趋势中可以发现,以太网将成为域网络的“主干网”并取代CAN,但是也有一些FlexRay的示例。CAN、FlexRay和LIN次总线将为车载子域中的智能节点提供连接性,而这一高度互联的架构需要强大的域控制器支持。 图2展示了如何根据相关域控制器,将车载网络划分为单独的应用域。这些域控制器需要大量的处理功率和实时性能,以及大量的通信外设。飞思卡尔Q
6、orivva MPC5748G系列是高度灵活的MCU,适合作为一种先进的集中网关控制器和高端车身域控制器运行,或兼具两种功能。凭借大量的通信接口、高性能水平和低功耗,Qorivva MPC5748G成为这些运行应用的理想器件。 MPC5748G MCU采用基于PowerArchitecture技术的e200内核,面向汽车网关和高端、集中式车身控制器模块应用而开发。该器件包含两个160 MHz e200z4内核和一个80 MHz e200z2内核,提供了一种具有灵活功率性能的解决方案。MCU的主要特性包括6 MB嵌入式非易失性闪存和768 KB嵌入式SRAM,另外还支持革命性的新型低功耗模式。特