恩智浦:出行增多,责任更大

汽车电子   作者:恩智浦半导体首席技术官(CTO)Lars Reger 时间:2020-03-27来源:电子产品世界

无论您从哪个角度看待汽车行业,变化无处不在。在历史上,人类与汽车的关系从未迸发出这么多令人振奋的颠覆性力量,从而产生如此深远的影响。大趋势、连接性、自动化和电气化加速了汽车设计与创新,并促使汽车生态系统和供应链发生转变。这一改变带来的影响不仅限于汽车行业,还直击与出行相关的社会交互,带来了不同的设备、交通方式、汽车所有权,并提高了人们对与出行增多相关的社会与环境责任的重视程度。

市场机遇和责任

现在的汽车内置了大量性能强大的电子产品。功能丰富的信息娱乐系统及时告知我们前方道路上的交通延误,雷达子系统提供障碍物预警,防撞系统采取控制以避开潜在的灾难性情况。市场预测每辆汽车为半导体公司带来的平均收入预计将增加两倍:在未来十年内,将从现在价值380美元的半导体产品增长至超过1,500美元。  

其中一个主要推动因素是,我们所驾驶的汽车中集成的自动驾驶功能、电动/混合动力传动和无间断连接所使用的电子系统增多。同时,作为消费者,我们期待并且已获得大量新的出行选项。我们的决定不再只是买车与否,汽车共享计划带来了可行的新选项。多模式交通概念承诺从A到B的无缝过程。尽管存在诸多关于气候的争论,但我们的出行需求将增多,根据预测,我们在未来几年里的驾驶公里数将增加,这意味着将有更多的人驾驶,并且驾驶距离将更长。(来源:PWC)

出行增多带来了风险与环境影响,半导体公司在设计新解决方案时需要考虑所有这些因素。如何解决污染,交通管理系统是否足够“智能”以使交通拥堵成为历史?如何进一步减少道路交通事故,汽车能否向其他车辆学习事故发生的原因并进行调整以适当规避此类事故?随着连接性提高,汽车更容易遭受网络安全攻击。汽车设计工程师在为车辆设计和部署日益复杂的技术时,这些只是部分需要应对的问题。

汽车是最复杂的物联网设备

比较智能设备——无论是割草机器人、焊接机还是智能手表——的基础实现技术时,人们发现这些技术基本相同。与任何物联网设备一样,汽车必须感应环境,与外界建立连接,处理数据并采取安全的行动。系统解决方案的可扩展性和行业间的技术转移已成为重要的成功因素,允许实现无风险研究与开发。作为物联网、工业4.0和汽车行业的全球领导者,恩智浦的业务范围覆盖这些领域,并处于独特的有利位置,能够使智能设备安全地感知、思考、连接并采取行动。

现代汽车的自动化程度提高了软件在汽车系统中的重要性。许多自动驾驶和辅助功能利用人工神经网络和深度机器学习技术。只需想象一下:如今,现代汽车的软件代码行比一架客机还要多。于是汽车制造商想办法简化其计算架构,以便将丰富的车载体验和自动驾驶功能尽快推向市场。他们要求半导体公司提供统一的计算架构,其中包含高性能微控制器和处理器以及特定应用的加速和接口,一切由跨应用平台的相同软件环境提供支持。关键理念在于,允许开发人员重复利用昂贵的研究工作并降低开发风险。

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借助UWB技术,帮助防止汽车被盗

互联的自动驾驶汽车不仅需要可靠稳健的平台,还需要尽可能保持安全,避免遭受黑客攻击和数据被盗。

避免遭到黑客攻击或盗窃

互联的自动驾驶汽车不仅需要可靠稳健的平台,还需要尽可能保持安全,避免遭受黑客攻击和数据被盗。维持通信与服务的安全性对任何物联网应用而言都高度相关。早晨您在繁忙的州际公路上高速行驶去上班,此时如果发生故障,会产生什么后果,当考虑到这一点时,安全性就更为重要。与智能手机的重置功能相反,在行驶途中重启汽车应用或等待系统自行更新并不是理想做法。保护汽车安全需要整体式方法与多层保护,就像是保护您的家和财产一样——从房屋门锁到各个房间或用来存放最贵重资产和机密的保险箱。在汽车内,半导体供应商保护接口、网关、网络和处理,并为车门上锁和解锁。

为了提供便利的汽车门禁,恩智浦早前宣布推出一种新型连接技术,超宽带(UWB)。UWB蕴含巨大潜力,能够将您口袋中的整个钥匙环安全集成到手机或智能手表中,因此该技术对于下一代汽车门禁解决方案极具吸引力。汽车和智能门禁设备中安装的恩智浦解决方案可解决一大主要行业问题:通过所谓的中继站攻击盗取汽车。如何解决?与传统汽车钥匙或使用信号强度的智能手机不同,UWB测量信号在门禁设备与车内UWB锚之间的飞行时间——实时精确的距离计算。所以,对盗贼而言,简单的中继信号不再有效。更加激动人心的是,该相同技术可将智能手机转变成安全的遥控钥匙。UWB是一种极低功耗的无线通信协议,在智能手机和汽车之间提供安全链路。通过利用该方法,即使智能手机遥控钥匙装在口袋里,汽车用户也可以开锁并启动汽车,真正解放双手。有一点是肯定的:UWB的潜力巨大,不仅仅局限于汽车门禁。

超宽带(UWB)是一种低功耗无线通信协议,在智能手机和汽车之间提供安全链路。

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·   在新款大众高尔夫车型中使用RoadLINK V2X安全通信,让欧洲的道路变得更安全:

全球大规模推广V2X通信汽车技术

技术为出行奠定基础

每个汽车电子系统都依赖于半导体。无论是提供原始算力以运行机器学习算法的微处理器、实现道路安全的雷达,还是用于管理电动汽车中的电池单元的控件,恩智浦可为所有要求提供解决方案。恩智浦的产品组合能够应对车辆架构的各个方面——从自动驾驶、连接性、动力传动和车辆动力、车身和舒适性,到乘客体验。通过设计确保安全构成恩智浦解决方案中不可或缺的一部分。

由辅助驾驶迈向自动驾驶——自动驾驶和辅助驾驶功能的安全性与性能主要取决于一点:为维持所有道路使用者和行人的安全,传感器感知周围环境和协调所需行动的准确性。在目前提供的传感器中,如激光雷达、摄像头和超声波,雷达将在未来发挥核心作用。与摄像头和激光扫描仪不同,雷达在所有天气条件下都能够可靠地工作。

恩智浦是全球雷达市场的领导者,将高度集成的雷达微控制器和高性能77 GHz雷达收发器结合到小占位面积中。来自多个传感器的输出可与恩智浦的其中一个计算单元BlueBox结合或“融合”在一起,从而以低功耗且符合汽车安全标准的方式实现车辆当前环境的准确数字表示。通过这种方式,可以提供行人检测、车道偏离警告、碰撞警告和规避以及交通标志检测功能。

安全连接——恩智浦继续在安全连接领域构建产品组合。仅在2019年,公司1.收购了Marvell的蓝牙和WiFi业务,2.宣布推出适用于汽车的强大超宽带解决方案,3.与大众汽车一起在全球大规模推广用于实际路面的商用安全V2X通信,4.宣布推出安全的边缘到云设备、用于网关的新车辆网络处理器,S32G微处理器。

电动汽车(EV)迅速普及。高效的电池管理是成功的关键。

支持电动汽车和混合动力汽车——电动汽车(EV)迅速普及。如今,市场上不仅提供纯电动选项,还提供不同程度的混合动力。EV依赖于大量高容量电池为电机提供驱动车辆所需的直流电。EV电池还可用于储存电能。电池本身使用许多锂离子电池,这些锂离子电池通过电池管理系统(BMS)进行管理。BMS确保电池的安全性、正确充电和老化。为确保电池能够支持车辆标明的最大行驶距离,使电池维持最佳健康状态和管理电能的有效使用必不可少。

电动动力传动利用功率转换和反向器电路来产生和控制电机所需的高电压。半导体使用的电源必须在特别恶劣的电气环境中工作,在这种环境下,大幅电压波动和电流瞬变是常态。恩智浦的EV产品组合不仅限于汽车,还能够满足EV充电基础设施。在汽车以外,充电站技术需要可靠,并且需要能够在电压之间无缝切换,以便驱动电动汽车。恩智浦提供高质量、高度安全且符合ISO 26262过程的组件,可应对动力传动和电池管理解决方案的各个方面。恩智浦的物联网部门提供NFC、网络安全技术和微控制器,帮助实现安全的充电和即触即付服务。

凭借保障安全无忧出行的领先系统解决方案,恩智浦不断推动转型,致力于实现零事故、零排放和事故时间零浪费。

关键词: UWB 物联网

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