车用MEMS与安全MCU应用升级，意法金钥把关

　　电子发烧友网：随着人们对车辆的需求迅速增温，交通事故发生频率水涨船高。对于安全性能的考量成为购车的首选。数据显示，2012年中国已经成为全球最大的汽车市场。由于中国特殊的市场行情，中国汽车被动安全系统市场势头可人，主动安全应用未来潜力无穷。

　　抢占汽车安全市场先机，意法半导体MEMS器件和安全MCU后劲无穷，能满足汽车对安全性、稳定性和高精度的严苛要求。汽车安全现在尤以主动式先进驾驶辅助系统（ADAS）炙手可热，已成全球半导体厂商的一致努力目标。

　　图 意法半导体大中华及南亚区汽车产品部市场应用总监Edoardo Merli

　　车用MEMS传感器，意法半导体层层递进

　　谈及MEMS在汽车市场的开发，Edoardo Merli透露：“意法半导体计划分三个不同阶段开发汽车市场：目前是第一个阶段，现有三款产品（两个低g加速度计和一个3D陀螺仪，意法半导体目前依然是世界上唯一一家生产车用3轴陀螺仪的厂商）投入量产，为公司创造收入。现阶段我们主要解决非安全关键应用，像惯性导航、防盗、远程信息处理和信息娱乐。第二阶段，首款产品（辅助约束系统又称安全气囊）将于今年开始量产。第三阶段，意法半导体将瞄准主动安全应用，像车辆动态控制、稳定控制、电子悬挂等类似应用。”

　　Edoardo Merli表示，ADAS的定义十分广泛，不同的系统有不同的安全性、稳定性和精度要求。例如，主动和被动ISA（智能车速适应系统）的区别是，前者只提示驾驶员当前车速或加速度不符合地形状况和限速规定，而后者则能介入，自动校正车辆动态状态，当然，这很可能会影响用于检测汽车运动特性的传感器。不过，除了汽车电子领域要求必须具备的高可靠性外，传感器还需要温度稳定性，通过内置一个精确的失调和灵敏度补偿电路可实现温度稳定性。许多ADAS系统特别需要在正常工作模式下能够自动执行自检。

　　ADAS涵盖广泛的应用，是一个高速增长的市场，意法半导体正在密切关注该市场走向，充分发挥MEMS传感器和安全MCU的独特优势，达到汽车系统的安全目标。

　　意法半导体安全MCU满足安全系统日益增长的需求

　　安全微控制器通过先进的ASILD概念处理安全系统日益增长的需求：（1）在架构所有层面提供访问保护；（2）真正的ASILD 概念依靠硬件方法；（3）提供必要的硬件支持，实现依赖应用的ASILD概念。Edoardo Merli强调，意法半导体拥有丰富的经验：Leopard （ASILD防故障架构）是由一个独立的组织于2007年定义并取得SIL3认证。这是市场上第一个真正的ASILD架构，是开发符合ISO26262标准的新微控制器的参考基准。

　　事实上，准许系统产生错误的执行动作的假设是大多数ECU（包括安全气囊）的安全原则的基础。Edoardo Merli表示，系统设计必须在应用安全时间内检测到这些动作，以便系统能够进入防故障模式，同时不会毁坏功率级和执行器。为防止系统工作异常，必须使用冗余采集，以确保计算安全。为实现这个目的，必须选用内置专用安全逻辑的SIL3 MCU（锁保护使能的多核微控制器）。

　　Edoardo Merli强调，为确保执行安全，设备厂商必须使用SIL3执行器设计系统（例如，自动最小死时插入），同时必须拥有一个精确的执行器监视器（热保护、电流）；监视器功能必须与微控制器功能一致（例如：Leopard架构有一个控制流看门狗，无需外部控制流看门狗）。SDIL3需要两个处理通道，功能与对策分离。对于存储器，对策是纠错机制，对于逻辑电路，则是检错机制。既然需要错误运算，就需要为逻辑引入检错机制。

　　应对安全标准和联网安全新挑战，车用微控制器再展风采

　　汽车安全新标准ISO 26262的推出给半导体厂商同时带来了机遇和挑战。Edoardo Merli表示，机会主要取决于创新能否最大限度降低系统成本，同时达到每一种汽车系统的安全目标。由此带来的主要挑战是从以前的设计方法向ISO26262标准设计方法过渡，在安全级别和系统成本方面兑现所有的预期好处。意法半导体的主要举措是，根据具体不同的车用半导体需求，按照ISO26262标准设计并认证不同安全级别的芯片组。这个过程将会涉及所有的产品线，包括微控制器、配套芯片、电源管理、模拟IC和MEMS。

　　Edoardo Merli强调，在应对联网安全性上，意法半导体的汽车微控制器系列产品是提高安全性的高效解决方案，在所有架构层面引入访问保护：Core MPU、System MPU on Crossbars、 IO Bridge MPU features、Peripheral Configuration Registers Protection。从芯片角度看，意法半导体能够实现冗余通信模块和冗余通信协议，而软件解决方案应由OEM和主要汽车厂商主导。

　　ST实施本土化策略，力推汽车安全增量

　　意法半导体的战略是与向功能安全发展的汽车电子客户合作，向关注功能安全概念的所有客户提供最新的产品信息，与准备定义安全设计的客户合作，找到一个适合的IC成本效益高且达到相关安全标准的解决方案。

　　Edoardo Merli表示，意法半导体在全球汽车半导体市场排名第三，在中国排名第一。其安全半导体产品占比接近3成，计划继续开发中国市场，未来在中国有巨大的增长机会。

　　Edoardo Merli透露：未来意法半导体将按照应用领域和首要需求进行市场布局。近期主要市场仍然以被动安全为主。对于这个市场，意法半导体已经推出了高成本效益且灵活的安全气囊系统解决方案，该方案已成为低端小客车的参考标准。至于主动安全需求，则以中高端小客车为主，意法半导体为此推出了ABS和稳定控制ASILD兼容解决方案。对于高端市场上的ADAS，意法半导体提供基于摄像头的驾驶辅助技术和中远距离雷达检测技术。意法半导体还与Mobileye合作提供系统解决方案，用于正面碰撞报警、行人碰撞报警、 航向监视报警、偏离车道报警、内置支持基础设施和限速指示灯的智能远光灯控制。意法半导体还提供所有的远光灯和智能前车灯电子解决方案。

　　关于Edoardo Merli

　　Edoardo Merli现任意法半导体大中华及南亚区汽车产品部市场应用总监，他从2012年1月开始担任该职。Merli于1998年2月加盟意法半导体，担任电信 固话部系统架构主管。2002年，他创立并领导WLAN事业部，为公司创收1亿多美元，帮助意法半导体成为手机和移动设备 Wi-Fi解决方案市场的领导供应商。 2007年，Merli担任汽车产品部总监，负责RF 技术能力中心与连接事业部，随后负责汽车广播事业部。 Merli拥有四项专利，并已发表多篇论文。Edoardo Merli于1989年获得博洛尼亚大学电子工程师学历。

本文转摘自电子发烧友网《汽车电子特刊》5月刊

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