一文看懂汽车电子的发展和应用

可以说，信息娱乐系统是将普通车辆变成智能车辆的“催化剂”；智能车辆是指：可以提供优异娱乐设施（如后座娱乐），以及提供能够辅助驾驶的技术（包括驾驶员辅助停车入位、警告驾驶员交通路线拥挤并建议替代路线），并在车内提供互联网连接。

汽车电子产品是专门设计的用于汽车的电子产品。汽车电子可以承受比商用（即常规）电子更极端的温度范围，它们也因此被评定为汽车电子。

大多数电气产品是以几种温度等级制造的，每个制造商都定义了自己的温度定额。因此，设计师和工程师必须密切关注产品数据表的实际规格。以下列表是温度定额/等级的示例。注意，汽车级仅次于军工级（在极端温度定额方面）：

•商用级：0℃至85℃

•工业级：-40℃至100℃

•汽车级：-40℃至125℃

•军工级：-55℃至125℃

现在你或许会问，为什么不在所有应用中都使用军工级？答案很简单：成本。你可以确信，随着器件温度定额的增加，其成本也会增加——有时甚至会大幅增加。

然而，除了特殊的温度定额，标定为“汽车电子”的器件指的是那些被设计用于或改造用于汽车应用的器件。这类应用包括：车用电脑（carputer），远程信息处理（telematics）和信息娱乐系统。

车用电脑（汽车和电脑两个词的组合）无非就是一款定制PC，专门用在汽车中，具有以下一种或多种附加特性：

•体积小巧

•低功耗要求

•定制器件

•视频功能（DVD）

•音乐功能（MP3）

•蓝牙功能

•USB功能

•WiFi功能

•GPS导航

汽车首次使用电脑是用于发动机控制。它被称为ECU电脑或发动机控制单元。那是1968年，当时第一个ECU出现在大众汽车的一款车中，用于执行一项特殊功能：EFI（电子燃油喷射）。参见图1。

图1：大众汽车首先在汽车上使用电脑。

在大众汽车开始在汽车上使用电脑不久，其它制造商也步其后尘。图2是时间线简介。

图2：车用电脑简史。

远程信息处理（电信和信息学两个词的组合）在广义上是指：利用信息和通信技术的任何电信综合利用——是通过电信设备发送、接收和存储与汽车有关的信息的技术。以下列表包括使用或以其它方式利用远程信息处理的通信应用示例：

•车辆/拖车跟踪

•无线车辆安全通信

•车辆应急预警系统

•智能车辆技术

•车辆共享技术

•卫星导航

•道路交通安全

信息娱乐（信息和娱乐两个词的组合）系统——也被称为车载娱乐（ICE）和车载信息娱乐（IVI）——是汽车中硬件和软件的集合，它以信息和娱乐结合的方式提供音频和视频内容。可以说，信息娱乐系统是将普通车辆变成智能车辆的“催化剂”；智能车辆是指：可以提供优异娱乐设施（如后座娱乐），以及提供能够辅助驾驶的技术（包括驾驶员辅助停车入位、警告驾驶员交通路线拥挤并建议替代路线），并在车内提供互联网连接。

“信息娱乐是推动微电子技术在汽车中普及的一大关键趋势。”越来越明显的是，司机希望实现“联网”并随时随地通过自己的各种设备轻松访问其个人内容。而今天的汽车电子产品则提供了把汽车转变为另一种“联网设备”的手段。“一辆‘联网’的汽车也更舒适、更安全、更节能，能尽早获取天气报告、交通堵塞或道路交通事故等重要信息。”

图3：信息娱乐仪表板示例。

当今的汽车可能拥有超过50个电脑系统，专门用于监控和/或控制从驾乘操控到车载娱乐和通信系统的方方面面（见下图4）。目前的汽车电子半导体供应商包括：飞思卡尔/恩智浦、瑞萨、英飞凌、意法半导体、博世、德州仪器（TI）、安森美半导体、东芝和美光科技。

图4：现今的汽车使用数十台电脑系统和IC。

以下部分仅就英飞凌提供的汽车电子的一般和具体应用做一介绍。

安全应用

安全气囊系统

•安全气囊系统是大多数汽车的标配，是许多国家的强制性车载安装设备。

•英飞凌的产品支持可扩展性和灵活性，基于其方案搭建的系统支持4到20个以上的气囊。

图5：安全气囊系统。

24GHz汽车雷达系统

•短程雷达实现。

•24GHz雷达技术，用于驾驶辅助系统、如自动紧急制动和盲点检测。

图6：雷达系统。

多功能相机系统

•高度集成、紧凑、高效的成像系统。

•使能驾驶员辅助功能，包括：车道偏离警告、前方碰撞警告、交通标志识别和行人识别。

图7：相机系统。

胎压监测系统

•为汽车安全、操控和舒适驾驶，确保正确的轮胎压力。

•延长轮胎寿命达30％。

图8：胎压监测系统。

动力总成应用

48V微混合

•启动/停止和高效发电机

•发动机制动仿真、汽车巡航/滑行、电动汽车启动。

图9：48V微混合系统。

汽油直喷系统

•在符合最新排放法规前提下，尽可能提高燃油效率。

•提供增强的测量精度（点火控制、失火检测）。

图10。汽油直喷系统。

车身应用

LED后尾灯模块

•具有诊断和调光功能的集成LED控制。

•由于集成了保护功能，可延长LED和LED驱动器的使用寿命。

图11：LED后尾灯控制。

带电容式触控传感器的车内灯光控制

•更换机械开关可节省成本。

•坚固可靠的触控感应控制技术。

考虑到大众汽车是在1968年（49年前！）首次使用车内电脑系统，汽车进步的速度可谓叹为观止。鉴于目前汽车电子产品的发展趋势，未来的49年，难以想象汽车将变成怎样一番模样。也许我们根本不用开车，当汽车自己在路上自主行驶……或在空中飞翔时，我们只是睡觉、看电影，或用FaceTime与朋友和家人进行视频聊天。