帳號:
密碼:
最新動態
產業快訊
CTIMES / 文章 /
Telematics與汽車的完美結合
夠聰明的混血性格

【作者: 王岫晨】   2008年03月20日 星期四

瀏覽人次:【8591】

今天的汽車,透過電子產品的包裝,已經是整合最新科技的「行動」電子產品。車用資通訊「Telematics」是車內應用之無線通訊、資訊擷取與無線網路等技術之整合性系統。可提供包括保護汽車與駕駛人之安全,並提供車內通訊、連網、娛樂與資訊取得等多樣化功能,透過與內容供應商合作及入口網站的設置等方式,更可進行行動電子商務等加值服務。


龐大商機是關鍵

目前Telematics應用的主要終端裝置,其核心包括行動電話、車用個人電腦(Car PC或Auto PC)、GPS全球衛星定位系統(Global Positioning System)與緊急呼救系統等四項主要領域。切入這些市場的廠商類型繁多,除了各主要車廠之外,還包含半導體廠商如Freescale、Infineon、ST、NXP與瑞薩等,行動通訊廠商如Ericsson、Nokia、Motorola與Siemens等,汽車音響相關例如Clarion、Alpine、Pioneer、Blaupunkt、Becker等,著名汽車零件供應商如Delphi,與資訊大廠如Intel及Microsoft等,各家廠商皆看中積極開發此市場,可想見其龐大的商機。Telematics的發展可以加速車內終端裝置與相關服務系統的整合,而服務與內容提供者也能藉由Telematics深入車內的基礎設施與環境中,並促進終端消費者加速應用車內終端裝置。


車輛主體的研發周期需要好幾年,但電子產品的研發周期則只有幾個月。透過電子技術的包裝,汽車可以不斷地翻新應用,為缺乏變化的汽車產品注入更多活力,相對也帶來更多的獲利。不過,電子產品要進入車用市場,還必須跨越一些門檻。第一道門檻便是車用產品與電子產品在更新周期上的時間差。深入探討之,是由於汽車不僅是複雜的機械機構,並且高速行駛在道路上,所以對安全性和可靠性的要求遠遠高於居家、辦公等普通環境,同時在空間和電力供應等方面都受到更多的限制。


對於Telematics產品的要求,主要是必須具備耗電量低、系統穩定、與車內其他系統相容性高、以及容易在車內環境中使用等特性。目前Telematics關鍵應用技術包括:


  • * 衛星定位系統與導航;


  • * 無線行動通訊;


  • * 數位廣播(Digital Audio Broadcasting;DAB);


  • * 衛星數位收音機(Satellite Digital Audio Radio;SDAR);


  • * 運算平台;


  • * 作業系統與應用軟體;


  • * 顯示器技術;


  • * 連網能力;


  • * 電子商務;


  • * 人機介面。



一般來說,現行的任何一種個人或家用電子產品如行動電話、多媒體影音系統,或與電腦相關的PC、PDA、遊戲機等產品,都可以被整合進Telematics的範疇中。而以車內特殊的使用需求,因此未來具備語音雙向溝通的人機介面將扮演成功的重要關鍵因素。另外,晶片效能也依據需求而有不同,整合型晶片可將多數影音功能整合,簡化硬體架構降低成本。而單晶片則可提供更高效能的處理功能,滿足高階車款應用。


從消費性電子到Telematics

車用資通訊娛樂系統的研發並不需要從頭做起,只需讓現有的消費性電子產品的資訊娛樂設備符合車載環境的特殊要求便可。換言之,車用資通訊產品的研發只需對現有的消費性電子產品進行裁剪和修補,便可以快速進入市場搶得先機。


在消費性電子產品領域中,網路通信技術將首先在車用資通訊系統中獲得大量應用。車用網路通信技術包括車輛對外與各類服務設施之間的通信,以及車內各類設備之間的網路通信。例如利用蜂巢式行動通信網絡在車輛與各類服務設施之間進行訊息通訊、提供故障救援、維護保養等服務;利用GPS系統來取得位置訊息,可達到導航、位置地圖以及當地服務廣告等;利用無線網路下載音訊、視訊和檔案資料,以實現無線網路通訊和行動辦公室;車輛內部的應用網路則可透過藍牙、Wi-Fi或者USB等方式實現,可透過這些設備將車內的各類資訊娛樂裝置進行連結,與使用者的手機、多媒體播放器等可攜式設備串連應用,並與車內儀表板和行車操控系統相互聯繫。


其次是人機界面技術。為了讓駕駛者和乘客都可便利地操作和控制車內各類裝置,且還不能影響到行車安全,因此必須提供特殊的操作控制系統。例如透過觸控面板和圖形化操控系統實現人機界面(HMI)的輸入和回應等。可以採用2D或3D影像方式來達成顯示、按鈕、撥號、開關等目的,或者透過語音系統輸入各類指令以完成電話撥號、收音機換台等功能的操作,在此同時還必須解決噪音抑制與回聲消除等問題,因為這些系統同時必須用於駕駛者手機溝通之用。


第三是強化高效能、穩定度與可靠性等特殊需求。例如,車用系統不可能允許桌上型電腦那樣的漫長啟動時間,更不能容許動不動就當機或者重新開機。此外,部份系統在車輛停止時仍需持續電源供應,車輛與行動裝置唯一類似的一點,就是電源的來源都是電池,不允許過多的電力耗損,因此車用電子產品必須具備高效率的電源管理功能,以準確判斷何時進入休眠狀態,何時進行完全關機,並在節省電力和快速進入工作狀態之間取得平衡。


讓車子擁有聰明的大腦

車用資通訊同時橫跨了兩個產業。一個是產品研發週期短、產品功能靈活多樣的電子業,另一個則是研發周期長、功能變化不多的汽車業,如何在二者之間架起暢通的橋梁,是車用資通訊產品廠商所面臨的最大挑戰。目前最好的處理方式,就是將絕大多數電子產品核心元件分為硬體和軟體兩個層面來解決,如此便可以相對穩定、變化周期較長的硬體來適應汽車業較長的更新周期,同時以靈活多變的軟體來為車載電子裝備賦予多樣化豐富的功能。


NS美國國家半導體

美國國家半導體(National Semiconductor;NS)一直努力開拓車用資通訊系統市場。目前最常見的車用資通訊系統是內建全球定位系統(GPS)的導航設備以及藍牙(Bluetooth)免持聽電話系統,而這類系統的顯示器大多裝嵌在儀表板內或者放置在儀表板上。運輸公司利用這類資通訊系統追蹤運送途中的貨物,以及與司機保持聯繫。美國國家半導體一直致力於為資通訊系統的顯示器及相關的人機介面開發各種晶片及解決方案。


《圖一 NS電源管理應用工程師Frederik Dostal強調,NS一直與世界各地的汽車生產商密切合作,每當開發新的汽車電子零件時,必定徵詢這些客戶的意見。》
《圖一 NS電源管理應用工程師Frederik Dostal強調,NS一直與世界各地的汽車生產商密切合作,每當開發新的汽車電子零件時,必定徵詢這些客戶的意見。》

車用產品線豐富

美國國家半導體電源管理應用工程師Frederik Dostal在訪問時指出,美國國家半導體擁有一系列電源管理產品,其中包括耗電極少的直流/直流轉換器。這款轉換器的優點是可以在系統關機後自動改用睡眠模式,以便將系統的靜態電流降至最低。此外,這款晶片也適用於極廣闊的輸入電壓範圍,因此系統即使出現負載斷電或必須在寒冷天氣下啟動,這款晶片也可在這樣嚴峻的情況下正常作業。這款直流/直流轉換器的效率極高,因此有助於大幅減少熱能耗散,以提高汽油的效益。此外,美國國家半導體也提供多款可驅動彩色液晶顯示器背光燈的穩流器。


美國國家半導體的訊號路徑產品系列有多種不同的放大器及類比/數位轉換器,其特點是可將影像感應器提供的類比資料轉為數位資料,最適用於倒車攝影鏡頭及其他感應系統。


介面/LVDS系列晶片可為資通訊系統提供一個可靠的通訊介面,確保系統內的不同電路可以進行高速通訊。高解析度顯示器的驅動問題非常複雜,但可藉由較細小、成本較低的電纜為顯示器建立一條後端通道,徹底解決驅動的問題。此外,美國國家半導體的介面及LVDS產品產生極少電磁干擾,這方面的表現更一直領先同業。


美國國家半導體最近成功開發一種適用於麥克風的全新遠場雜訊抑制技術,這是多年努力的成果,也是技術發展史上的一個新里程。這種類比技術可以抑制聲音源的背景雜訊,令聲音更自然真實,但功耗又遠低於數位雜訊抑制電路,約只有後者的十分之一。


美國國家半導體一直與世界各地的汽車生產商密切合作,每當開發新的汽車電子零件時,必定徵詢這些客戶的意見。開發汽車電子零件需要克服的技術問題大部分都與品質控制有關,這是製造商每日都要面對的問題,當然最理想解決方案是確保不會出現任何ppm故障(ppm failures),而且成本最好降至最低。高溫作業是另一個必須解決的問題。由於製程技術及晶片的焊接技術不斷出現突破性的發展,因此上述問題已基本上得到解決。晶片商必須擁有先進的製程技術,而且必須對汽車市場有深入的了解,才可滿足嚴格的品質要求。美國國家半導體多年來一直致力為汽車廠商提供各種晶片,而且已建立一套完善的品質檢查制度。製程技術更全部符合ISO及AEC的認證標準。


美國國家半導體擁有多方面的優勢。首先是擁有一系列適用於汽車資通訊系統插座的產品。除此之外,PowerWise系列晶片屬於高能源效率產品,可以確保汽車電子系統無論在備用時還是作業中,都能發揮最高的轉換效率。汽車資通訊系統只要利用美國國家半導體的先進LVDS串聯器/解串器驅動訊號,互連線路便可採用更細小、更低成本的電纜。


豐富車用系統研發經驗

美國國家半導體的另一優勢是擁有汽車電子系統設計方面的豐富經驗。該公司建立了一套完善的品質控制制度,所採用的技術都符合汽車業的嚴格要求(例如符合ISO及AEC等方面的規定)。該公司在世界各地都設有技術支援中心,而各地的現場應用技術工程師及行銷工程師都致力為客戶提供專業的服務。美國國家半導體也特別為汽車製造商提供參考設計及產品選擇指南等輔助參考資料。


在2008年德國的CeBit電子消費產品展覽會上,德國的一家汽車生產商展出多款配備寬頻上網設備的汽車。這是未來的發展趨勢,預計新一代的汽車將會採用這種靈活的架構,以便可以加設更多新一代的資通訊系統。但資訊內容是決定這類應用是否受歡迎的關鍵。美國國家半導體的高轉換效率產品不但輕巧纖薄,而且只耗散極少熱能。只要將這類高效率晶片與PowerWise產品搭配一起,便可組成各種高效能的系統解決方案,為新一代的資通訊系統提供支援。美國國家半導體一直致力為車用資通訊系統提供各式各樣更高效能的音頻、視訊及人機介面產品。


ST意法半導體

ST在車用資通訊產品方面的藍圖,將會承襲ST在半導體方面的優勢,對於未來車用資通訊的市場,ST將以Cartesio車用應用處理器為基礎,提供車用設備連結、衛星定位、行動通訊與多媒體處理等應用的整合方案。在發展策略上,ST將整個車用資通訊市場分為四大方向。在汽車音訊市場方面,汽車音訊市場ST目前是市佔第一的廠商,在這樣的優勢下,ST未來會將導航系統解決方案透過這樣的基礎推廣給市場。在導航系統方面,ST在車用導航提供了高敏感與高效能的GPS晶片解決方案。另外在車用安全與電源供應也是ST的強項,往後預計這四個領域都將是ST在車用資通訊攻城掠地的主要市場。


《圖二 ST行銷經理鄧殷敦說明,ST在高階PND產品擁有Nomadik產品線可作為支持,但若偏向於車用導航或In-Dash的部份,ST會強調使用Cartesio。》
《圖二 ST行銷經理鄧殷敦說明,ST在高階PND產品擁有Nomadik產品線可作為支持,但若偏向於車用導航或In-Dash的部份,ST會強調使用Cartesio。》

Cartesio應用處理器

ST行銷經理鄧殷敦表示,ST新的Cartesio應用處理器是專為汽車市場針對品質及可靠性要求而設計,除了本身是一顆MCU之外,也整合了基頻元件,是個雙核心架構內建GPS子系統,包含一個ARM9與一個ARM7的核心,因此在進行GPS運算處理時不會受到任何影響。此一系統單晶片元件在汽車市場的應用領域非常廣泛,包括OEM和可攜式導航裝置(PND)、汽車追蹤系統、電子收費系統和先進汽車音響系統等。


例如可攜式導航產品的全球供應商Garmin,便整合了ST的Cartesio處理器於其多款導航系統系列新產品中。目前在PND市場上,具領導地位的製造商已開始採用整合主處理器及GPS功能的系統單晶片解決方案來設計產品,以取代過去個別選用處理器和GPS的設計方法。此一整合方式能有效提升產品的功能與可靠性,因而在可攜式導航市場愈來愈普及的狀況下,預估在2008將有四成的PND採用此種解決方案,2009年及2010年將會呈現更快的成長速度。


根據iSuppli的市場調查,ST是車用資訊娛樂(infotainment)市場的半導體製造領導廠商,也是汽車產業的前三大晶片供應商。ST的Cartesio處理器是專為汽車市場對於品質及可靠性的特殊且嚴格的要求而設計。此一系統單晶片元件在汽車市場的應用領域非常廣泛,包括OEM和可攜式導航裝置(PND)、汽車追蹤系統、電子收費系統和先進汽車音響系統等。


Nomadik是ST的應用處理器,也是導航系統主要的處理核心。Cartesio系統單晶片是ST先進Nomadik應用處理器平台的衍生元件,整體承襲了Nomadik的架構,但是ST為了強調在導航方面的應用,將視訊和音訊處理功能獨立而出。因此簡單說,ST在應用處理器方面,針對汽車導航應用而設計了Cartesio產品線,例如STA2062等,這部份產品將不進行影音部份的處理。


Cartesio處理器搭配ST的GPS RF晶片(STA5620),可顯著縮小產品尺寸和減少材料的成本,又不會對產品的性能造成影響。Cartesio應用處理器整合了功能強大的32bit ARM CPU核心和高靈敏度的32通道GPS子系統,以及CAN、USB、UART和SPI等許多周邊界面,並且能夠提供on-chip高速RAM記憶體和即時時鐘功能。


Cartesio系統單晶片適合於汽車產業的各種不同的應用系統,如OEM導航設備、可攜式導航設備、汽車追蹤系統、電子收費系統和高階車用收音機。而若要做到In-Dash的功能,則可與ST原有的車用音響產品線進行整合,便不需要將影音處理功能強制加入ARM9的處理功能之上。因此若要強調高階的PND產品,則ST擁有Nomadik產品線可作為支持,但若偏向於車用導航或In-Dash的部份,ST會強調使用Cartesio。ST在汽車技術及應用領域上的實力備受肯定,Cartesio處理器在設計上也能滿足汽車市場對品質和可靠性的特殊且嚴格的要求。


Cartesio系統單晶片是ST先進Nomadik應用處理器平台的衍生性元件,具備Nomadik完整的影音處理能力,能滿足資訊娛樂應用產品的需求。在整合了導航功能之後,機板面積都可以減小,效能又不會受到影響。且ST的產品均通過車用標準,在效能上非常受到肯定。配合完整的生產經驗與能力,加上高良率的產出與高品質的保證,都是ST目前在多項車用領域囊括全球最高市佔率的原因。


《圖三 Cartesio系統單晶片是ST先進Nomadik應用處理器平台的衍生性元件,具備Nomadik完整的影音處理能力,能滿足資訊娛樂應用產品的需求。》
《圖三 Cartesio系統單晶片是ST先進Nomadik應用處理器平台的衍生性元件,具備Nomadik完整的影音處理能力,能滿足資訊娛樂應用產品的需求。》

NXP恩智浦半導體

恩智浦半導體(NXP Semiconductors)在車用資通訊領域的發展上一向非常積極,目前也是全球前五大廠商之一。恩智浦半導體近期也宣佈與汽車供應商偉世通合作,共同推動車用資訊娛樂系統的發展。


目前,消費者對汽車的體驗正在從單純的駕駛轉向娛樂,而汽車製造商正尋求合適的解決方案,透過其靈活性、可擴展性和創新性建立起消費電子與汽車電子之間的橋樑。為了實現這個目標,恩智浦也與偉世通等合作夥伴一起努力,將最新的數位家庭技術引入汽車,並以消費者的需求為導向,開發簡單的創新型解決方案。


偉世通選擇的是恩智浦知名的Nexperia PNX9520多媒體處理器,為車用資訊娛樂系統開發多項創新的視訊和音訊處理器技術。PNX9520多媒體處理器針對多項軟體進行改進,能夠提供汽車後座娛樂系統多個視訊播放螢幕,消費者可在車內透過可攜式媒體播放器等多種來源欣賞高品質的個人化內容。


偉世通與恩智浦推出的多螢幕技術可同時在車內播放來自兩個不同多媒體來源的內容,為後座的兩位乘客分別提供獨立的內容,使消費者能夠從多種來源欣賞自己喜愛的內容,並播放不同格式的最新高品質視訊和音訊。在2008年的國際消費電子展(CES 2008)上,恩智浦展示了一款參考設計方案,這是使用單顆多媒體處理器晶片,透過完備的車內連接系統,在兩個不同的螢幕上解碼並播放視訊。此外,PNX9520多媒體處理器還可帶給消費者SIRIUS後座電視(這是一種將家庭電視即時傳輸到車內的突破性電視服務)。這項合作,偉世通的部分產品將採用恩智浦的PNX9520多媒體處理器。


這個解決方案是以單晶片多媒體處理為目標,採用了恩智浦針對資訊娛樂系統的創新技術,為汽車製造商節省了時間、精力和成本。PNX9520的高階軟體功能不僅靈活,而且能將不同內容呈現給同車內的每名乘客,供他們選擇欣賞,汽車製造商也將從中受益。


恩智浦的Nexperia PNX9520處理器採用一系列專屬的視訊後處理專利演算法,能夠提供一流、生動的影像品質,播放各種不同來源和不同格式的視訊。PNX9520解決方案專為車用資訊娛樂系統而打造,並以軟體來執行所有應用,讓使用者可以靈活地使用最新的音訊和視訊編解碼器。例如可以在車上透過多種輸出方式(如多個螢幕、多個揚聲器和耳機等)體驗多種來源(如DVD播放器、硬碟、USB和SD卡,現在更包括視訊廣播接收)的多媒體內容。恩智浦也積極與許多獨立軟體供應商密切合作,如Mocean Laboratories AB正為基於Nexperia的車用資訊娛樂系統開發軟體產品。


Actel

談到車用電子元件設計,不得不提到FPGA在這個領域應用上的重要性。新一代的電子技術與汽車工業要能夠擦出火花來,以過去普遍採用的微處理器、微控制器或ASIC等車用控制的方法必須加以改變,目前許多車用電子設計師已經開始使用FPGA(Field-Programmable Gate Array)來解決汽車與電子科技結合所衍生的新問題。


Actel亞太區總經理賴炫州指出,FPGA在車用電子的商機無限,包括車用資通訊娛樂用途的行車資訊系統、GPS導航系統、多媒體娛樂系統等,輔助駕駛與警示系統如夜視系統、停車與倒車輔助系統、道路警示與胎壓監控等,此外例如聲控系統、HUD(抬頭顯示器)等都是FPGA適用的產品開發領域。


FPGA在車用領域開始普遍獲得應用,因為其所擁有的優勢與車用電子的應用需求非常符合,FPGA靈活的設計彈性讓設計人員可以很容易地滿足使用者對於車用電子各方面新功能的需求,例如行車安全性高、乘坐舒適性佳、以及快速的資訊處理速度等。而為了讓車用電子產品更快推出市場領先對手,開發速度更快、成本低廉與安全性高的車用電子設備需求也因此而生,並發展成為當前趨勢。只是車用電子冗長的研發週期經常使得產品無法跟上應用潮流,而且不斷演進的車用網路規格以及消費性電子產品的汰舊換新速度,使得研發廠商必須承擔非常高的設計成本以及市場淘汰。


目前車用電子開發設計廠商所面臨的最嚴苛挑戰,就在於必須降低成本、提高溫度容許範圍、提升品質與產品可靠性,以及減少元件體積等。而FPGA等可編程邏輯元件(PLD)正可提供高彈性、低成本與便利的解決方案,比起傳統硬體產品更能改善產品快速上市的問題。


FPGA這類可編程邏輯元件的優勢在於具備高彈性,其可重複編程的特性讓設計人員從設計的原型階段到量產階段,都能隨時更新設計內容,只要透過軟體資料串流進行編程,便可快速修改原有的設計,省去重複研發與生產時的光罩成本。


知名的FPGA供應商Actel很早便已經重視車用電子市場,並已經向汽車產業提供解決汽車設計上師特定需要的最寬廣的汽車產品線。


FPGA元件可以大幅縮短開發時間,降低晶片生產與測試的成本,因此是微控制器的最佳替代方案。在設計過程中,FPGA的可程式化特性可以根據需要重新程式設計,並快速完成原型產品的開發,迅速地將產品推向市場。當需求改變時,FPGA的高彈性也使元近即使已經應用到產品中,仍可以隨時對其進行修改與更新。因此可見FPGA在汽車應用領域中的獨特魅力。


Actel的FPGA目前已經廣泛應用於遠端資訊系統、傳動系統的引擎控制單元、乘客安全應用和各種控制功能等。Actel的車用FPGA特色在於實現高可靠性的技術,並利用低成本可程式化設計提供車用設計的最佳功能組合及優勢。


《圖四 Actel亞太區總經理賴炫州指出,FPGA在車用電子的發展前景商機無限。》
《圖四 Actel亞太區總經理賴炫州指出,FPGA在車用電子的發展前景商機無限。》

Altera

同樣在FPGA領域擁有傑出成就的Altera,為了增加汽車級產品線以豐富可更新平台輔助系統和解決方案,近期也加速推出了車用電子產品組合。為了提供車用電子市場的創新平台,Altera宣佈CPLD、FPGA和結構化ASIC系列部分型號的汽車級元件正式上市。汽車級規範符合嚴格的汽車品質和可靠性標準,這是Altera為支援汽車OEM而進行的最新系列開發,以幫助OEM針對新興的車用資訊娛樂、網路和輔助駕駛應用建構可更新平台。


與ASIC和ASSP不同的是,這些平台很容易在各種汽車款式中突出產品優勢。使用可編程邏輯解決方案,和ASSP產品相比,汽車產品能更迅速地滿足快速變化的功能需求,而功能需求的變化要比典型的汽車設計週期快得多。


Altera產品系列的部分型號指定在汽車級,包括MAX 7000AE和MAX II CPLD、Cyclone、Cyclone II和Cyclone III FPGA以及HardCopy II結構化ASIC等。Altera的低成本Cyclone III FPGA是65nm製程的汽車級FPGA,HardCopy II結構化ASIC是汽車級結構化ASIC。


為了達到產品及時上市,並實現高階影像增強功能的汽車後視倒車攝影系統功能,三洋電子在其CCA-BC200汽車後視倒車攝影系統中也採用了Cyclone II FPGA和Nios II嵌入式處理器。Cyclone II FPGA的Nios II嵌入式處理器為三洋公司提供高性能影像處理解決方案,降低了廣角和偏角失真。和DSP方案相比,單晶片FPGA是更精簡、更可靠的解決方案,而前者通常需要兩個以上的元件。


CCA-BC200是配件市場後視倒車攝影系統。該系統可以連接至所有汽車的視訊監視系統,對影像進行數位校正,實現更清晰自然的影像。Altera的Cyclone II FPGA結合其Nios II嵌入式處理器,實現高性能影像處理功能,例如縮放和編碼以及控制功能,性能超出了很多消費性汽車應用中的DSP處理器和微控制器組合。三洋公司採用Altera解決方案來實現影像轉換、濾波、平滑和混合等高階演算法,為CCA-BC200提供即時「魚眼」校正功能,防止「梯形失真」。這些功能實現清晰、正確的影像,幫助駕駛員安全地進行倒車,清楚地看到道路上有什麼障礙。


《圖五 Altera的低成本Cyclone III FPGA是65nm製程的汽車級FPGA。》
《圖五 Altera的低成本Cyclone III FPGA是65nm製程的汽車級FPGA。》

PARIS開發平台

Altera汽車發展策略的基礎是PARIS開發平台,它是可全面更新的開發平台。該平台由Altera和TRS-STAR聯合開發,於2007年10月首次發表,採用FPGA架構的PARIS平台設計用於方便Altera及其合作夥伴預認證的矽智財(IP)整合,迅速且高效率地進行車用電子應用開發。PARIS平台使汽車OEM能夠將他們的設計導入到產品級FPGA中,或者移植到低成本、高性能HardCopy II結構化ASIC中。提供的IP內部核心包括Altera的Nios II和ARM的M1 Cortex嵌入式處理器,以及DSP、視訊和圖像IP套件,並支援最新的汽車網路標準,例如CAN、MOST、LIN和FlexRay等。


Altera的汽車級產品是智慧型網路汽車電子發展的一個關鍵組成。利用成熟的可編程解決方案,汽車OEM能夠迅速且高效率地建立車載和售後電子平台,確保型號滿足所有的品質標準。


Freescale飛思卡爾半導體

提到車用電子,就不能不提到Freescale。Freescale在車用電子市場始終排名全球第一,完整解決方案以成本優勢配合更高效率,自然在車用市場佔有一席之地,產品線包括8位元、16位元與32位元MCU、類比元件與感測器等。應用範圍更包含了整車元件,例如汽體本身的底盤、引擎、車身、安全、保全及導航系統所使用的半導體元件,而在車用資通訊方面更是眾所皆知的重要廠商。


Freescale在MCU市場上的重要成就,是到目前為止,該公司的16位元S12和S12X車用MCU出貨量已超過3億顆。除達成出貨紀錄的新里程之外,該產品也同時保持了低於百萬分之一的低瑕疵率。


S12與S12X元件是以16位元MCU架構為基礎,其設計具有可擴充性、軟硬體重複利用以及與多種汽車電子平台之間的相容性。16位元MCU系列產品廣泛運用在車體、底盤及安全應用,以及成本敏感的引擎控制設計。S12元件提供多種性能及記憶體方案以及平順的升級方式,可確保順利升級至性能更佳的S12X MCU。S12架構具備兩種極適用於高性能16位元車用設計的整合性創舉,也就是單晶片XGATE輔助處理器及內建的FlexRay技術。FlexRay技術的運算執行速度高達現有汽車網路通訊協定速度的10倍。這種高頻寬造就了精巧而多功能的穩定控制系統、精確的引擎管理以及輕巧的電子式「線控煞車」系統,可望取代笨重的液壓式煞車。


另外Freescale也達到了32位元Power Architecture微控制器(MCU)出貨超過1億顆的紀錄,該產品可為今日使用在汽車引擎及傳輸控制上的電子模組提供智慧型的處理,儘管這些並非直接應用於車用資通訊的產品,不過仍然很值得一提。目前飛思卡爾的動力MCU市佔率約45%,2007該公司的Power Architecture動力用MCU出貨量已達到3000萬顆,較2006年有顯著提升。


《圖六 Freescale的16位元S12和S12X車用MCU出貨量已超過3億顆的新里程。圖為S12XF系列控制器。》
《圖六 Freescale的16位元S12和S12X車用MCU出貨量已超過3億顆的新里程。圖為S12XF系列控制器。》

軟體將為Telematics注入新活力

電腦已經成為包括汽車資訊娛樂產品在內的大多數電子產品的核心元件,而軟體是電腦系統功能性和靈活性的關鍵所在。因此,軟體也必將成為車載資訊娛樂產品的關鍵。不論廠商要採取紅海策略還是藍海策略,都需要擁有得心應手的軟體研發平台。


軟體將成為車用電子產品是否能夠決勝市場的關鍵。電腦軟體系統的建構都要從作業系統做起,但目前車用作業系統都是一些老舊、偏門的作業系統,連Linux也不在使用的行列當中。這是因為許多車用資通訊系統只是由簡單的收音機、磁帶或CD播放器,頂多加上衛星導航系統,因此並不需要複雜的軟體。然而這種情況很快就將改觀。車用資通訊系統目前關鍵在於如何從消費性電子市場中選擇最安全、可靠與適用的產品,並迅速針對車用環境進行改良,不只硬體,更包括軟體。且硬體的改良可以快速完成,但軟體的改進卻是永無休止。


從電子產品製造商的角度來看,車用資通訊產品研發應該具備三方面的能力:第一,是以靈活的電子產品特性讓汽車可快速反應市場需求;第二,是以平台化的軟體研發技術全面降低車用電子產品的研發成本;第三,是以經過市場長期驗證的參考設計拿到進入高利潤市場的入場券。


為了獲得這三方面能力,產品研發廠商僅擁有先進的軟體研發工具還不夠,必須注意兩個方面。第一,要完全融入電子產品的研發生態之中。電子產品研發的生態環境不僅有軟體工具供應商,還包括晶片供應商、ODM、IP供應商、中介軟體供應商等產業上下遊相關廠商。在生態系統中整合戰略夥伴能力進行技術合作,將更加速推動市場發展。第二,軟體研發過程中應可隨時獲得專業服務與支持,如此更可快速解決所遭遇的問題。


《圖七 Wind River台灣區總經理李隆仁說明,Wind River的關鍵技術不僅在航太環境中獲得長期應用,並早已在汽車製造業獲得廣泛支持。》
《圖七 Wind River台灣區總經理李隆仁說明,Wind River的關鍵技術不僅在航太環境中獲得長期應用,並早已在汽車製造業獲得廣泛支持。》

Wind River車用娛樂平台優勢

Wind River台灣區總經理李隆仁說明,Wind River是擁有20多年經驗的設備軟體研發平台及工具供應商,許多航太設備都採用Wind River的軟體與研發平台。而將與太空船同樣的技術應用於Telematics領域,使得Wind River的研發平台在可靠性上獨占優勢,並可讓電子廠商快速進軍高階車用市場。


早在2002年5月,Formula One大賽的主辦者FIA(FEDERATION INTERNATIONALE DE L’AUTOMOBILE;國際汽車聯合會)就已經確認使用Wind River的VxWorks軟體系統。而今天,Wind River也已經與業界廠商合作推出Telematics系統參考設計,產品製造商只需在參考設計的基礎上略加修改,便可在短時間內將產品推出市場,避免高成本與高風險的研發過程。


除了可靠性的優勢,Wind River車用娛樂平台之所以能夠節省研發成本、加速研發進程,主要是以其VxWorks操作系統為基礎,加入開放、整合並以Eclipse為基礎的Linux研發軟體,並將基礎多媒體和網路中介軟體整合為一。其關鍵技術不僅在航太環境中獲得長期應用,並且已經獲得汽車製造業的廣泛支持。


Telematics市場現況與發展趨勢

美國國家半導體電源管理應用工程師Frederik Dostal表示,車用資通訊系統市場正在起步發展。例如美國國家半導體在幾年前已進軍汽車導航系統及後座娛樂系統的市場。由於越來越多政府立法規定汽車電話必須加裝免持聽筒,因此汽車音響系統的音效必須進一步提高才可滿足這個需求。此外,目前只有極少汽車可以透過資通訊系統與外面保持聯繫。例如,最新推出的汽車可以接收傳統的有線/無線電視節目以至衛星電視節目,可惜這類新車出售的市場並不很多。此外,越來越多豪華房車都加設寬頻上網設備。雖然有人認為汽車視訊系統提供的資訊會令駕駛者分心,但有關交通情況的即時報告(包括播出有關前面路段交通情況的圖片、有關火車班次、飛機航班和機場情況、天氣報告以及個別地方的地區性資料)對駕駛者或旅客都極為有用,甚至是必要的。


根據過去的經驗,新技術的普及應用有它的發展規律,例如大部分導航系統及後座娛樂系統並非汽車原裝的OEM系統,而是車主購置汽車後再在市場上補購加裝的配件。這些非原廠裝配的汽車配件一般都較為便宜,但嚴格來說並不完全符合AEC及汽車業規定的其他標準。寬頻資通訊系統市場也可能會朝著同一個方向發展。


結語

在車身控制、安全防盜與資訊娛樂等各類車用電子產品中,資訊娛樂產品最接近普通的消費電子產品,是電子廠商最容易跨入的市場。此外,台灣電子產業在全球佔有顯赫的地位,更是有機會由此切入門檻較低的車用資通訊市場。不過車載資訊娛樂領域競爭者眾多,在激烈競爭的市場中,廠商們最直接的想法,就是以更低的成本來推出相同的產品,以成本競爭優勢來對手進行面對面的紅海廝殺。而更進一步的,廠商則是希望能夠擁有自己的藍海策略,推出對手無法提供的產品特性,以佔有更廣闊的市場空間。這些有形無形的競爭,無疑都是將車輛推往下一世代智慧化發展的推手。未來的車子能有多聰明,問問Telematics就知道了。


相關文章
結合於一身的Telematics
Telematics資通訊平台整合無線通訊智慧上路
個人電腦架構整合汽車媒體中心
連結!啟動!GO!
車載Telematics的應用趨勢與技術架構
相關討論
  相關新聞
» 為生醫新創提升商用價值 國家新創獎助攻募資逾50億元
» 醫療IT專家預測:2025年AI與自動化將重塑醫療保健
» 大葉大學攜手成大深化培育半導體專業人才
» 醫療IT專家預測:2025年AI與自動化將重塑醫療保健
» 日本政府斥資逾3千億日圓 扶植半導體產業


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2024 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3  v3.20.2048.18.226.94.204
地址:台北數位產業園區(digiBlock Taipei) 103台北市大同區承德路三段287-2號A棟204室
電話 (02)2585-5526 #0 轉接至總機 /  E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw