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安全+环保:中国汽车电子设计理念大势所趋
[发布时间]:2012年6月18日 [来源]:电子发烧友 [点击率]:4392
【导读】: 本文主要跟汽车半导体厂商们一起聊聊中国新一代汽车电子的设计方向以及最新解决方案。随着时代发展、生活节奏的加快以及人们思想境界的提升,中国新一代汽车电子的设计方向也必然会指向“安全”和“环保”这两大...

除此之外,还须要把电动动力系统和其他新式电子系统集成到新的HEV汽车架构内,新式电子系统包括能实现12V和高电压电源网之间能源传送的DC/DC转换器,以及空调、动力转向系统等众多电子驱动系统。Hauenstein博士指出:“这是一个很大的挑战,因为以前汽车电子系统都习惯在12V电池环境下工作,但现在要面对高电压电子带来的对设备和生命安全的威胁,必须要把这些危险的电子系统安全地隔离。”

IR能为一部现代化HEV中的几乎所有功率管理应用提供全面芯片组解决方案,包括高电压驱动器IC、智能功率IC、智能开关、MOSFET以及适用于低、中和高达1,200V的高电压IGBT开关。该公司最近推出了无键合线汽车用DirectFET产品线。这种革命性的MOSFET封装新概念,不但为DC/DC转换器和电池管理系统的设计带来非常低的RDS(ON),还同时免除了键合线,使快速开关状况下的寄生电感基本上为零。

可视安全监控系统

具有高动态范围的图像传感器,再加上功能强大的处理器、DSP、FPGA、图像传感器和复杂算法,正在开创汽车视觉系统的新时代车。比如,后视摄像系统上的警告符号通过变化大小和颜色来提醒司机注意检测最近物体。注意力告警系统可以使用装在司机门上和中央控制台上的红外摄像机来记录和分析司机的眼睛运动,并在司机的眼睛合上的时间超过正常眨眼的时间时发出听得见、看得到的告警。车道偏离告警系统使用摄像机来监视道路标志线之间的车辆位置。

对汽车安全应用中的图像传感器而言,其新兴开发领域正是这些基于视觉的系统。“但是,面向这些应用的图像传感器面临一些关键挑战,包括低光照条件下(小于1lux)的低光敏感度(或响应度)、极小的封装尺寸以及色彩的宽动态范围。”OmniVision公司的高级产品市场经理InayatKhajasha表示。

OmniVision是为基于视觉的汽车系统提供图像传感器的领先供应商,提供广泛的汽车传感器产品系列,包括CCD图像传感器或CMOS图像传感器。该公司的OV7960可解决以上挑战,该产品的低光敏感度大于12V/lux-sec,采用最小的AutoVisionCSP(aCSPTM)封装,体积比竞争的CMOS器件小50%。此外,OmniVision公司是目前唯一能为新兴应用,比如360度全景应用提供100万像素传感器(OV9715)的公司。这种传感器能实现180度失真校正的图像,而不损失任何图像质量。

在这些主动安全系统中,除了摄像头外,还有一个主要的元件就是高速雷达。飞思卡尔半导体汽车电子工程经理康晓敦介绍道:“随着图像传感器技术,比如CCD技术的提高,可视系统在硬件方面已没有太多难度,主要是软件策略及算法方面还存在一些挑战。高速雷达就不同了,由于主动安全系统要求很高的速度(现在的标准是77GHz),所以需要用先进的半导体技术来设计新的器件来满足要求。”

      

飞思卡尔正在采用硅锗(SiGe)技术来设计77GHz毫米波雷达的射频(RF)芯片,主要面向车间距控制系统及预防碰撞安全系统等的车间距检测用途。与使用砷化镓(GaAs)技术的毫米波雷达射频芯片相比,这种芯片的成本预计要低50%。

汽车视觉系统需要采用数字信号处理单元将实时图像做畸变矫正处理。虽然是图像处理算法,但实时图像的高码率、各种镜头的曲率、不同的畸变情况都对算法和DSP的性能有较高要求。

“汽车设计的要求是高性能、低功耗、有竞争力的成本和高度互联的器件。我们专门针对汽车市场推出了多个SHARC和Blackfin处理器产品。在这些系列中拥有多个引脚兼容器件,因此客户能够将一种设计拓展成几个实现方案。”ADI技术市场经理詹柯表示。

Blackfin架构的目标应用是基于视觉的ADAS,SHARC架构的目标应用是基于雷达的领域。此外,ADI公司提供汽车安全系统中所用的运动感应微机电系统(MEMS)惯性加速度计和陀螺仪。在今年早些时候,ADI还与英飞凌公司合作研发下一代汽车安全气囊系统。

此外,在设计驾驶辅助系统应用时,除了要考虑采用高集成度和低功耗的元器件时,还应当同时注重可靠性。“因为这类系统所做出的操作决定,关乎车内外人员的人身安全,所以随着汽车中使用的电子装置越来越多,厂商必须仔细挑选有助于开发出可靠解决方案的元器件。”Actel公司军用和航天产品市场总监KenO’Neil表示。

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