汽車電子新趨勢：走從8位到32位微控制器升級之路

　　新興信息娛樂系統(tǒng)帶給許多市場沖擊性，也帶動了以往不曾有過的商機(jī)，實(shí)際上已有很多人發(fā)現(xiàn)到這些新興技術(shù)將對汽車電子市場產(chǎn)生莫大的影響，特別是有越來越多汽車電子設(shè)備通過高性能的微控制器(Micro Controller Unit；MCU)搭載于現(xiàn)有汽車電子設(shè)備與技術(shù)中，就像目前在汽車內(nèi)所使用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、DVD等多媒體影音播放設(shè)備…等。

　　因此，目前各家微控制器廠商一致看好未來汽車電子市場發(fā)展?jié)摿?，相繼投入產(chǎn)品應(yīng)用開發(fā)，預(yù)計車用微控制器所代表的重要性，將越形增加而重要。

　　看得到卻吃不到微控制器市場

　　先不以市場角度來看待微控制器在全球占有率；首先，關(guān)注的是微控制器廠商要如何發(fā)揮本身的競爭優(yōu)勢，在汽車電子市場中發(fā)展得更為順?biāo)?。舉個簡單的例子，微控制器廠商要如何在第一時間就將汽車電子廠商對于產(chǎn)品要求列入設(shè)計考慮，能夠進(jìn)一步設(shè)計出汽車電子需要，以滿足汽車電子廠商所要求的車用微控制器產(chǎn)品，這是過去微控制器不曾遇到的。

　　再者，就目前引起熱潮的汽車油電混合動力技術(shù)來說，因為這類型的車輛所使用的微控制器的數(shù)量更多，而且結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，雖然這將大幅提升微控制器的市場商機(jī)。不過，屬于整體性的汽車系統(tǒng)工程而言，在相關(guān)設(shè)備的技術(shù)開發(fā)與整體配套還不是非常成熟之前，混合式油電動力汽車的市場占有率還無法超越目前汽車總數(shù)量的10％，所以微控制器目前發(fā)展的重點(diǎn)，還是對現(xiàn)有的燃油系統(tǒng)動力系統(tǒng)進(jìn)行改良，在油電混合動力市場中仍無法取得最佳的市場利機(jī)。

　　所以，并不是哪里個領(lǐng)域應(yīng)用的比例較大，就應(yīng)該往哪里個領(lǐng)域發(fā)展，尤其是不非常成熟的汽車電子，所導(dǎo)入的方向必須要有修正。就以現(xiàn)有汽車上所搭載引擎技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，目前汽車應(yīng)用最多的系統(tǒng)，主要包括了噴射電子式控制引擎系統(tǒng)、空燃比控制、汽缸內(nèi)電子式噴射、模塊控制，以及電子控制可變氣門正時系統(tǒng)發(fā)展趨勢，因為這些發(fā)展已超過百年的引擎技術(shù)已經(jīng)是非常成熟，導(dǎo)入微控制器就可以得心應(yīng)手。

　　反觀，汽車廠商也知道微控制器對汽車電子化能夠有極大的幫助，不僅可提升汽車性能，還進(jìn)一步加強(qiáng)微控制器的附加功能之外，更持續(xù)加大快閃存儲器的容量與汽車電子的工作頻率提升…等；因此，汽車制造商與汽車電子廠關(guān)系也有過去不曾有過的緊密。

　　△圖說：微控制器為汽車電子應(yīng)用提供更強(qiáng)大的功能、感測與控制；以Silicon Laboratories所推出的C8051F52/3x微控制器為例，透過整合式LIN 2.0控制器與超高精確度的內(nèi)部振蕩器，讓設(shè)計人員不需要外部計時組件就能組建LIN主模式的通訊網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步減少系統(tǒng)總成本。(資料來源：Silicon Laboratories)

　　如何用微控制器打造智能型車輛？

　　進(jìn)一步觀察汽車電子發(fā)展趨勢，可以從車輛性能、對于數(shù)據(jù)資料儲存量提高，以及朝著多內(nèi)核方向，再者未來汽車上所具備高性能的汽車信息系統(tǒng)(CIS)解決方案，可以將汽車上所搭載的信息服務(wù)、衛(wèi)星導(dǎo)航指引系統(tǒng)、車輛自我診斷設(shè)備、移動車輛通訊網(wǎng)絡(luò)、交通信息中心、道路交通運(yùn)輸信息系統(tǒng)整合為1個更具強(qiáng)大處理能力的整合系統(tǒng)等幾個層面來看。

　　另一方面，更可以與汽車保險、車檢服務(wù)系統(tǒng)服務(wù)商進(jìn)行相互搭配，以透過車輛關(guān)系管理(VRM)模塊，將其連結(jié)到引擎控制系統(tǒng)、操控系統(tǒng)、煞車系統(tǒng)等配合，以便能提供完整服務(wù)，讓汽車消費(fèi)者能夠享受過去車上不曾有過的相關(guān)服務(wù)。

　　因此，搭載于汽車上的信息系統(tǒng)解決方案，除了必須能夠處理MPEG2/4、WMA和WMV、數(shù)碼廣播、衛(wèi)星無線傳輸?shù)戎T多格式需求之外，為了在汽車上體現(xiàn)出該解決方案的強(qiáng)大功效，可以透過附載組件與硬件IP等特殊架構(gòu)來加以達(dá)成，最后才能在微控制器的芯片設(shè)計過程中，能夠完全包含更多的嵌入式存儲器，進(jìn)一步達(dá)到分享匯流排功率之效，降低過去的匯流排結(jié)構(gòu)導(dǎo)致汽車電子系統(tǒng)性能退化的發(fā)生機(jī)率。

　　△圖說：微控制器不僅協(xié)助汽車制造商實(shí)現(xiàn)車內(nèi)系統(tǒng)的相互連接，以開發(fā)更智能、集成度更高的安全系統(tǒng)；由飛思卡爾開發(fā)出的MFR4300不僅可整合FlexRay模塊和16位S12X核心的微控制器產(chǎn)品。(資料來源：飛思卡爾)

　　不同應(yīng)用領(lǐng)域有不同成本需求

　　由于各界對于汽車上搭載的車用電子設(shè)備成本要求有越來越苛刻的趨勢，因而對于車用微控制器來說，就必須符合市場的低成本要求，則必須從幾個觀點(diǎn)來看：就象是用來滿足車輛基本功能的設(shè)備，例如，8位微控制器，可以讓設(shè)計工程師能夠大幅度降低成本及系統(tǒng)復(fù)雜性，用在絕對低成本因應(yīng)市場中絕對可行。就像一般狀況下低于1美元的微控制器組件，可以完成許多功能強(qiáng)大32位微控制器無法處理的任務(wù)，讓設(shè)計工程師透過微控制器獲得較高的功能密度；換句話說，就是讓客戶能充分享有低成本與容易導(dǎo)入的解決方案。

　　從設(shè)計車身電子功能和其它控制點(diǎn)應(yīng)用來看，就象是用在汽車上的電動車窗、車門、車用天窗、后車箱、座椅位置，以及電動后視鏡等，汽車消費(fèi)者也漸漸能體認(rèn)到電子智能化的產(chǎn)品帶給駕駛汽車的好處。另外，在充分滿足汽車電子高性能要求的同時，必須有效地降低整個系統(tǒng)成本，采用高性能的微控制器及半導(dǎo)體組件，以達(dá)到車身電子網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)設(shè)計。因此，這必須以經(jīng)濟(jì)角度來加以看待，比方說：用單一模塊整合的成本就能獲得提升，若能將多個燈控、門控電子控制單元進(jìn)行整合，如此一來便會大幅地降低所需成本。

　　然而，傳統(tǒng)用于一般消費(fèi)電子設(shè)備的微控制器，通常不受汽車制造商信賴，因為汽車制造商需要的是能夠完全符合車用規(guī)格要求的高可靠度微控制器。若技術(shù)應(yīng)用觀點(diǎn)而論，汽車中各個次要系統(tǒng)中對微控制器的操控需求，也許不需要透過復(fù)雜化及特殊設(shè)計，但當(dāng)這些微控制器是被用在汽車引擎、煞車系統(tǒng)、安全氣囊等用途上；又或者是需要安裝于高熱、多塵、劇震、電子干擾嚴(yán)重的運(yùn)作環(huán)境下，使得汽車制造廠不得不嚴(yán)格把關(guān)汽車電子組件的質(zhì)量。

　　△圖說：習(xí)慣于漫長產(chǎn)品與開發(fā)周期的汽車制造商，因為新一代汽車電子設(shè)備興起，如：GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和DVD多媒體播放機(jī)，使得汽車制造商必須在更短的時間內(nèi)，搭載電子消費(fèi)者所需的新一代汽車。因此，產(chǎn)品推出市場的時間就顯得非常重要。