車聯網：奔跑的芯需要全活芯片和外圍器件

　　在移動互聯大潮的裹挾下，汽車正成為奔跑的“第四屏”，讓車聯網激發(fā)了無比遼遠的想像空間。在國際標準化組織(例如ITS)及國家政府的支持下，歐、美、亞許多國家啟動了很多車聯網研發(fā)和試點項目。這些項目從不同角度開發(fā)車聯網：智能交通處理、先進安全、跟蹤信息、提高定位精度、移動位置服務、先進橋路收費、按次/行為付費保險系統，而這涵蓋了車聯網終端電子的主要功能和服務。“所有這些功能都離不開各種形式的集成電路，同時還會持續(xù)拉動半導體市場增長。”意法半導體大中華及南亞區(qū)汽車產品部市場應用總監(jiān)EdoardoMerli指出。

　　為適應車聯網需求，車載電子需要“全活”的主芯片和外圍器件。

　　整合提速帶來技術挑戰(zhàn)

　　對于車聯網而言，因為功能繁多，芯片的整合顯得更加必要。

　　為適應車聯網需求，車載電子需要“全活”的主芯片和外圍器件。EdoardoMerli表示，這包括車載網絡，即采集汽車狀態(tài)信息并指揮外圍設備執(zhí)行診斷的CAN控制器;傳感器如加速度計、陀螺儀等，以向“云”上傳盡可能精確的數據;車載數據接口，如藍牙和WiFi;音視頻處理，用于語音識別和聲控交互界面及基于影像的主動安全信息;定位裝置，同時支持GPS、GNSS、Galileo、北斗等多定位標準和多衛(wèi)星系統;汽車與汽車/基礎設施的通信裝置(3G/4G手機、WiFi、802.11p、電子標簽RFID)，這些應用融合是車聯網的基礎，因此車聯網芯片必須實現這些功能。此外，還必須有汽車與平板電腦或智能手機的交互界面(即觸摸屏)，為了避免影響駕駛員注意力，還須有聲控交互界面。

　　這對芯片的要求也相應走高。“應用于車聯網終端產品的芯片，除了具備強大的計算能力外，還需要能夠支持無線通信、衛(wèi)星導航、文字處理、語音交互等功能。”飛思卡爾汽車微控制器市場開發(fā)經理黃熙指出。

　　恩智浦半導體大中華區(qū)汽車電子業(yè)務部總經理陳偉進也表示，車聯網有四個創(chuàng)新示例來說明不斷變化的芯片的需求，一是以太網，二是近距離無線通信(NFC)，三是Car-to-X通信，四是安全性——使汽車免受操縱和攻擊的影響。“在互聯汽車中，安全性和數據保護對于確保乘客安全越來越重要，需要安全微控制器和加密技術專業(yè)知識。”陳偉進指出。

　　Spansion公司產品營銷總監(jiān)RikGraulus也表示，隨著處理數據量的增大，輔助駕駛系統對計算能力的需求也相應增加?？紤]到汽車的靈活性、舒適性和節(jié)能等要求，需要電子控制單元更加小型化、低功耗，這對車用NOR閃存提出了極高的要求。

　　在汽車電子行業(yè)中，一直有著向集成化發(fā)展的趨勢，對于車聯網而言，因為功能繁多，芯片的整合顯得更加必要。“在具體芯片整合方案上，有數字電路和模擬電路的集成、多種通信接口的集成以及不同功能模塊的集成。”黃熙指出。

　　系統方案的高度整合帶來的是研發(fā)投入的節(jié)省、產品周期的縮短，但同時也帶來技術的挑戰(zhàn)。陳偉進介紹說，模擬信號單元的整合可以包括很多方面，如通信信號、定位信號、語音信號等等。“當前在車聯網領域，恩智浦把車聯網T-box內的所有處理器整合到一塊模組內，即ATOP，實現了高集成度、高整合性和高性能。ATOP模塊內整合了MCU接口處理器、GSM/WCDMA基帶處理器、GPS/Glonass前端芯片、基帶無線前端模塊，更創(chuàng)新性地引入且整合了NFC模塊，使之成為一套完整的數字模擬高整合車聯網終端方案。”陳偉進提到。

　　語音交互依然“在路上”

　　目前聲控和語音的交互也存在相當的挑戰(zhàn)。

　　車聯網發(fā)揮作用離不開“交互”的應用，但這需循序漸進。

　　“從近期看，市場將更廣泛地部署在車載影音主機顯示屏上復制智能手機和平板人機交互界面技術以及觸摸屏。從長遠看，我們認為聲控界面將變得非常重要。”EdoardoMerli提到，“語音和聲控交互可能是各種智能設備和應用程序在車內通過網絡的終極互動方式，未來信息娛樂和遠程信息處理應用、雙向交互的移動定位服務、導航信息、安全監(jiān)視信息(電動汽車電池監(jiān)視系統和相關推薦信息)都可能出現在語音界面。意法半導體支持MirrorLink和Terminal模式連接(軟硬件)，而且可提供有強大的電容式和電阻式觸摸屏控制器的產品組合。”

　　黃熙也認為，目前來看語音輸出與車載終端互動的方式依然是車載終端發(fā)展的潮流。飛思卡爾針對語音應用，開發(fā)了基于ARM核的Vybrid和iMX系列處理器，并提供面向多種應用的參考設計與開發(fā)套件，使開發(fā)者能夠快速方便地完成產品的開發(fā)和驗證，從而快速推向市場。

　　雖然汽車內語音交互與識別是車聯網領域的最新發(fā)展方向，但目前聲控和語音的交互也存在相當大的挑戰(zhàn)，如何解決一系列的語音識別技術難點將是各大公司競爭的關鍵。

　　陳偉進介紹說，云計算是解決問題的方法之一，本地可配合DSP的技術來完成相關算法。同時，智能手機已經成為一個運算中心，如何利用智能手機強大的運算實現相關語音應用也是業(yè)界重點關注的方向，兼容多種標準的手機互聯能滿足多數智能手機與車機的互聯。這樣使車載信息終端與個人便攜終端可以有機結合，從而更加便利地提供語音識別與控制。

　　雖然車聯網“看上去很美”，但從目前來看，復雜的業(yè)務模式和相關利益方的錯綜復雜關系是限制車聯網大規(guī)模推廣的主要因素。“因為車聯網是跨界技術的融合，最大問題是提出一個讓所有的最重要的利益相關者(汽車廠商、網絡運營商、汽車系統廠商、消費電子系統廠商以及政府部門)都愿意分攤合理的收入和研發(fā)/部署成本的業(yè)務模式。”EdoardoMerli指出。

　　飛思卡爾汽車微控制器市場開發(fā)經理黃熙：

　　多重服務帶動芯片需求

　　車聯網終端電子的主要功能覆蓋衛(wèi)星定位、道路救援、汽車防竊、自動防撞系統、車況掌握、個性化資訊接收和多媒體娛樂資訊接收，并提供包括交通信息與導航、安全駕駛與車輛保護以及娛樂通信等多種服務。它涉及的芯片種類繁多，對主處理器、電源管理、射頻收發(fā)、傳感器、視頻編解碼、通信接口、開關驅動等多類芯片都有著相應的需求。

　　車載信息娛樂系統設計的復雜度很大程度上是由于軟件的復雜度帶來的。飛思卡爾采用統一的軟件框架，將不同的功能抽象成多個層次，并通過中間件實現上層應用軟件與底層驅動的交互，從而使應用開發(fā)者可以很方便地將軟件程序移植到不同的平臺上，滿足面向嵌入式系統的特定要求。

　　恩智浦半導體大中華區(qū)汽車電子業(yè)務部總經理陳偉進：

　　車載電子要求更苛刻

　　對應用于車聯網的硬件產品而言，除了要保證汽車等級的規(guī)范如穩(wěn)定性、可靠性、電磁兼容性、使用年限之外，還必須有一定的靈活性來滿足Telematics不同應用的需求。

　　同時，如何兼容不同的通信、定位等標準也是非常重要的一個要求。

　　為滿足車載電子使用的各種苛刻條件，從芯片設計之初，就應將系統架構和軟硬件設計結合，使之滿足諸如AEC-Q100、3GPP、PTCRB、GCF等等認證條件。由于有備用電池的要求，車載T-Box對功耗的要求也非常高。