連網與智慧化，已成為汽車電子不可逆的發展趨勢，不僅帶動全球半導體市場的成長，也為資訊產業找到另一個高成長的應用領域。

除了早期的車載資通訊應用外，如今內燃機的引擎動力控制與人身的安全防護也開始導入更多的電子設計，再加上油電混合車與電動車的逐漸普及，讓汽車電池的管理系統漸成顯學，又進一步提升了汽車電子控制系統的需求與難度。

而台灣為全球半導體與資訊產業的要角，自然不能錯過這波變革，但如何掌握這波趨勢，並順利切入相關供應鏈將成為未來能否持續維持成長動能的重要關鍵。

圖一 : 「第二屆連網汽車智慧與安全技術論壇」於4/11假世貿中心二樓舉辦，多名產業人士與會

特此，CTIMES連續兩年舉辦了連網汽車智慧與安全研討會，希望能協助相關業者及早了解其關鍵技術與發展脈動，以下為今年第二屆技術論壇的重點報導：

車用 CAN Bus 網路技術探討

CAN Bus自1983年問世以來，已有30多年的歷史，隨著越來越多的電子技術，如資訊系統、安全控制等，運用到汽車上，也帶動了CAN Bus的發展，成為發展汽車電子的一項基礎技術。

南台科技大學電子系教授唐經洲說：「當電子的東西越來越多，就越需要控制。」

唐經洲表示，CAN的全名為Controller Area Network，是用來控制汽車裡的電子產品的技術。而除了電子系統的增加帶動CAN發展外，另一個促使CAN技術前進的驅力就是碳排放量的控制。

圖二 : 南台科技大學電子系教授唐經洲

由於汽車電子產品的數量增加，直接帶動了汽車Flash memory的使用量提升，1994年時，一部車僅使用到2MB的Flash，到了2003年，便增加到90MB；另一個被大量使用的則是ECU，也從94年到5個，到2003年的70個，都讓CAN Bus成為不可或缺的技術。

唐經洲指出，CAN最早是處理Harness配線的設計，也就是解決組裝的問題，1983年由Bosch所提出，概念是簡化汽車的配線，而經過二三十年的發展後，已成為一項成熟的技術。為隨著極具提升的傳輸量需求，也開始有了其他的標準出現，例如：Flex-ray和MOST等。

雖然目前有多種新標準，而且傳輸的速度更快、傳輸量也大，但唐教授依然看好CAN Bus的未來，原因是CAN Bus擁有成本和安全優勢。他表示，CAN Bus雖然速度慢，但卻是一個很可靠的技術，而且成本非常經濟，即使未來汽車電子持續發展，都還是很有競爭力。

在CAN Bus的實務工作上，CAN Bus的錯誤問題是非常需要考量的要點，目前主要有兩大類，第一是CAN Node的錯誤、第二是電源系統的錯誤。

唐教授特別指出反極性與ESD測試兩項。他表示，防止反極性電源（reverse polarity）的錯誤，要注意纜線連接到沒電或是過度放電電池，還有ECU的失地性(Loss Ground)，尤其在關閉引擎的時候；另外，CAN ESD的測試也是一個龐大的問題，因為汽車應用的能量很大，因此相關的EMC和EMS的問題也必須要注意。

電動汽車電池安全性能及匯流排測試

在電動車電池的安全測試上，安捷倫有四個主要項目：一為大功率與高電壓的瞬態電壓模擬；其次為電池組與電池管理的BMS測試；第三是電池保護電路的測試；最後為大電流設備耗電性能的評估。

安捷倫科技電子量測事業群應用工程部資深專案經理祁子年表示，由拋負載或感性器件所產生的過沖電壓，可能會造成供電中斷或故障。例如ECU通常為感性負載，截止時常會伴隨著很大的過沖電壓，幅度可能達上百伏。

圖三 : 安捷倫科技電子量測事業群應用工程部資深專案經理祁子年

對於這類元件的測試，就能使用精密型電源量測設備SMU(Source Monitor Unit)來協助。SMU具備最大電源輸入和輸出的測試能力，此外，也具備較佳的反應速度、內阻及高速測試的動態範圍。

而在電池充放電的測試上，使用安捷倫的先進電源系統(APS)便能在同一台設備上同時實施，不需要分開進行。祁子年並強調，APS的雙象限設計，具有電池充放電一致的特性。另外，該系統還能把充放電的曲線圖記錄下來，再去做模擬，確保電池在運作時有保護的功能。

再者，就是電池控制的保護電路，在測試時，要有過充保護電路、回應時間，以及短路保護的測試，過去這些項目都必須在多台儀器上達成，而現在都能在單一儀器上完成。

祁子年特別指出，車上的大功率設備例如無線電設備,在工作時的電耗很大，但在休眠時的電耗很小，如要測設這類設備的耗電性就需要很大的動態範圍。

另外是汽車匯流排的測試，目前汽車的匯流排非常多樣，包含CAN、FlexRay、MOST等。為什麼會有這麼多，有些是成本，有些是安全，有些是速度考量，由於汽車的環境有時會很嚴峻，即使很慢速的匯流排也可能出問題，因此必須測試。

對此，祁子年表示，安捷倫把示波器和邏輯分析儀結合在一起，簡化了汽車的匯流排測試困難，開發者只要使用一台設備，並可立即得知系統的狀態。而為了滿足各式不同的匯流排測試,安捷倫也提供了各式標準的範本下載,讓開發者更容易上手。

汽車系統業者的終極挑戰

汽車電子的安全評估，是所有汽車業者的共同命題，並不是只有電動車業者才需要在意。一個最新的新聞事件，豐田汽車繼油門設計不良之外，日前又因為數個汽車電子的問題，必須進行大規模的招修行動，而所必須付出的損失高達6億美元，顯見汽車的安全性問題對業者影響甚鉅。

UL檢測事業部亞太區事業發展經理陳立閔說：「光方向盤的控制就是個大問題，一有故障發生，所有生產的汽車都必須招回處理。」

圖四 : UL檢測事業部亞太區事業發展經理陳立閔

而為了汽車安全的檢測，國際標準化組織便推出了ISO26262標準，並在2011年發行正式版本，未來歐盟所有要上市的汽車都將須符合這個規範。

陳立閔表示，ISO26262是一個評估風險的指標，適用在3500公斤以下的汽車，也不包含特殊應用的汽車，主要關注在電子零組件失效時的風險，也就是當元件沒有達到它預期的性能時的評估規範。

陳立閔解釋到，ISO26262有一個重要的名詞：Functional Safety，就是仰賴功能正確作動與否的安全性，這便是ISO26262的精神所在。而且不僅從使用者端考量，也包含設計者端。

ISO26262評估的風險共有製造生產時的風險，如機械危害、電器危害、熱危害與材料危害等；另一個則是使用乃至生命終止等必需納入考慮的其他狀態，例如運輸、組裝與安裝、啟動使用、設定與一般維護與清潔等。

至於ISO26262風險評估的模式方面，則要注意一個級別與一個級別之間的差異都是10倍，如A與B之間就是差距10倍，若跨2個級別，則是100倍的差距。

而對想切入汽車電子市場的台灣業者，陳立閔特別指出，了解汽車安全完整性等級(Automotive Safety Integrity Level，ASIL)的概念是非常重要的，特別是ISO26262的流程實施並不容易，第一次實施的時間沒有短於2年的業者。重點在於獨立性，要避免單點失效，並利用可靠度累加的概念來進行，便可大大提升實施效率。

陳立閔最後提醒所有業者，台灣的廠商規模皆不大，是無法承擔任何一次招修的損失，因此必須徹底做好安全與風險的評估，好好的了解ISO26262的規範。

用於汽車資訊娛樂及車載資通訊的GPS/北斗衛星的發展趨勢

全球定位系統(GPS)自問世以來，其功能與應用仍不斷的持續發展，而近年來，除了美國擁有自己的衛星系統之外，包含俄羅斯(GLONASS)、歐洲(Galileo)與中國(北斗)，也都發射了自己的定位衛星，目前全球共有6個大型的定位衛星系統能提供定位的服務。

意法大中華暨南亞區汽車產品事業部資深經理蘇振東表示，意法半導體(ST)自90年代起就開始投入GPS技術的開發，目前已經累積了許多的產品與技術，擁有全系列的晶片，能滿足各式的應用與需求，包含歐盟的eCall系統，ST都有參與。而除了晶片之外，也提供開發版和軟體的支援。

圖五 : 意法大中華暨南亞區汽車產品事業部資深經理蘇振東

蘇振東表示，由於目前已有多種的定位衛星系統在服務，因此定位功能的設計也開始朝向使用多模的系統，而結合GPS與GLONASS的無線傳輸全球導航衛星系統(GNSS)便是現在最廣泛使用的系統。

而相較於只使用單一系統的方案，使用雙系統的方案不僅定位速度快，精準度也較為提升。蘇振東便指出，使用越多的衛星，精準度也越好。而根據ST的實測，約可提升60%的精準度。

但於汽車定位系統來說，除了使用雙系統的方案外，還必須根據不同的汽車採用不同的設計，蘇振東強調，每台車都必須經過精確的調教，並沒有辦法使用同一種設計來大量生產，需要與車廠緊密的合作，才能做到最佳化的效果。

至於未來的定位系統發展，蘇振東則是看好GPS和中國北斗衛星系統的發展，除了中國車市的快色成長外，中國政府的積極態度也是重點所在。

圖六 : 與會人士於中場休息時，參觀現場攤位