从AES大会看汽车电子发展走向

继IIC-China 2006后，本年度中外汽车电子半导体厂商在上海二次聚首。包括飞利浦、瑞萨、英飞凌以及意法半导体在内的全球汽车电子半导体主要供应商都在AES大会现场展示了各自的汽车电子方案。

毫无疑问，汽车电子正处于飞速发展的阶段，近期被广泛看好的应用包括汽车导航、卫星收音机、DVD/视频屏幕、自动气候控制以及油耗/里程监控。但除了实现这些面向消费级的应用外，安全、环保、节能应该是汽车电子开发人员最需要关注的问题。世界电动车三大权威之一的中国工程院院士陈清泉指出：“随着电子控制器日益代替传统的机械部件，如何使数量众多的电子控制单元(ECU)在协同工作时保障驾驶人员的绝对安全，成为最为迫切的问题。而在能源紧缺和相关法规推动的大环境下，环保和节能的重要性正在日益上升，人们希望汽车电子能够帮助解决这一问题。”

首个FlexRay系统解决方案年内进入应用

来自飞利浦的消息显示，作为电动控制(X-by-wire)应用而被提出的FlexRay系统，其第一个面向汽车的应用将在2006年出现。该公司透露，在由一家欧洲车厂推出的新款高端汽车中，就采用了飞利浦的FlexRay系统解决方案取代传统的CAN总线进行底盘控制。

在这款去年四季度推出的FlexRay系统中，包括了一枚TJA1080收发器和集成了ARM9内核以及嵌入式FlexRay 2.1版本(完整集成)通信控制器的SJA2510，分别对应物理层、控制层以及通信层。“这是全球出现的第一个FlexRay系统解决方案。”飞利浦半导体汽车和智能识别产品大中华区高级市场总监张焕麟表示。

FlexRay主要有三个优点：首先，它具有容错能力和分时复用(TDMA)能力，从而能为主要的安全应用提供可靠及时的信息；其次，由于能够形成从点对点到无源总线拓扑和有源星形拓扑，它在组网上具有更大的灵活性；最后，其带宽比目前底盘和动力总成应用中采用的CAN总线高出20多倍。

业界专家表示，FlexRay可以算是CAN的升级版规格，但是CAN并不会因为FlexRay的出现而消失，应该会转而成为辅助的次级网络，情况类似目前以CAN 总线为主、LIN总线为辅的架构。

无独有偶，全球MCU主要制造商瑞萨科技也正在酝酿开发FlexRay器件，并已形成了完整的开发计划。在一项被分为4个步骤的发展蓝图中，该公司将力争在2012年前实现FlexRay通信所必须器件的单芯片化(SiP)。

具体而言，瑞萨科技将在2006年完成通信控制器FPGA的开发，并于次年开始第二个阶段：将其内置到支持FlexRay的MCU当中，同时展开针对FlexRay总线驱动器的研发工作。上述计划主要针对Brake Sub ECU、EV ECU以及用于空气悬架(air suspension)的ECU，目前已经进行了部分产品的研发工作。

瑞萨科技面向FlexRay开发的第三个阶段将在2008年开始。在此期间，除继续开发FlexRay总线驱动器之外，还将进行FlexRay MCU的品种扩展。2010年～2012年则是该计划的第四个阶段，最终实现SiP，并进一步进行MCU品种扩展。

据悉，型号包括M32C/FlexRay、M32C/100F、M32R/ECU、SH-Flex等在内的产品，将会在2008年之前陆续面市。

封装技术主导未来汽车功率半导体发展

“环保和节能已经成为目前全球汽车厂商的主要挑战。”英飞凌科技汽车、工业及多元化电子市场事业部汽车动力业务部副总裁及总经理Clause Geisler表示，“为了解决这一问题，混合动力汽车是一个不错选择，而大功率绝缘栅双极晶体管(IGBT)则是其中的关键部件。”

英飞凌是全球功率半导体晶圆的第一大供应商，而大功率汽车功率半导体也正是其优势所在。目前，英飞凌能够提供包括MOSFET/IGBT、分别面向下桥臂和上桥臂保护的TEMPFET、和PROFET器件、智能功率IC(可分为中低电流和大功率两类)以及实现了MCU和智能功率器件单芯片封装的嵌入式功率产品在内的广泛产品组合。其中嵌入式功率产品是英飞凌最新的功率器件，目前已被用于自动门窗的控制当中。Geisler表示，该芯片目前集成的是8位MCU，并且在未来两到三年内有望在车身电子上获得全面推广。另外，他还透露，英飞凌计划把采用这种技术的产品扩展到安全系统中去，届时将可能采用16位MCU内核。

“今天的汽车电子系统还是以MCU为核心的多芯片、多封装的PCB系统。”Geisler介绍，“未来，英飞凌科技将利用Chip-by-Chip、Chip-on-Chip以及单片电路(Monolithic)等技术将功率半导体以及MCU芯片或MCU核集成在一起。我们是少数几家能够同时提供上述三种技术的公司，这将有助于提供更多针对汽车电子的高可靠性、多功能、低成本的功率电子器件。”

车内信息娱乐系统消费电子化趋势明显

车内信息娱乐系统正在迅速将越来越多的消费类电子产品特征收进囊中。这在瑞萨科技和飞利浦半导体身上的痕迹尤其明显。

凭借强大的MCU优势，瑞萨科技的汽车电子产品线几乎涵盖了整套汽车电子领域。该公司此次还带来了两款用于车内娱乐信息系统的新品，分别为带USB接口的汽车数字音响平台SH7261以及CIS(汽车信息系统)平台SH7770。其中SH7261能够在USB便携存储器中自动搜索音频文件(WMA/MP3/AAC)，并通过软件解码库自动播放相应的音频文件。同时，SH7261还支持HDD以及SD等存储介质中音频文件的读取。

整合了CPU、2D/3D加速器和必要I/O接口的SH7770(SH-Navi I)则是一款完整的CIS平台。据称，这是世界上首次将2D/3D图形引擎和32位RISC CPU内置于汽车导航用的单芯片方案。它搭载了具有720MIPS高速处理性能的新型CPU内核SH-4A，该内核主频400MHz，并支持浮点运算。此外，SH7770还具有高速、中速、低速三条相互独立的内部总线。其中，高速总线(64位，200MHz)用于3D处理，中速总线(100MHz，32位~128位)则负责2D、视频输入/输出、显示、ATAPI接口、USB1.1等，而用于外部连接的低速总线(50MHz，32位)则对应于音频编解码、I²C、GPS、远红外、SCIF、SSI、HSPDIF等。

“该芯片最值得称道的是其强大的3D图形和2D图形处理能力。”瑞萨科技(中国)汽车电子行销中心总经理自动车营业技术部副部长杨峥嵘介绍，由于采用了有别于传统处理方式的3D图形加速器，SH7770仅需要处理最终可视区域，这使得存储器读取速度大大加快。此外，为了使斜线锯齿更加平滑，瑞萨还在该芯片中采用了颜色渐变技术。这些都大大提高了CIS平台的图像处理能力。

图1:整合了CPU、2D/3D加速器和必要I/O接口的SH7770平台

飞利浦也推介了其去年底发布的首个Nexperia汽车多媒体处理器系列产品PNX9106。它含有一个ARM内核以及一个专用的音频DSP，并包含了大量外设。张焕麟介绍，该处理器能够支持MP3、WMA、AAC解码，同时还支持USB、SD、蓝牙、Wi-Fi等各种连接标准。可以帮助汽车厂商同时实现音频(收音机、CD、MP3)、视频(DVD)以及导航系统的车内应用。据透露，Nexperia汽车多媒体处理器系列产品未来还将引入多重标准视频解码、数字收音机以及更先进的连接能力。

作者：王彦