汽車網絡熱引發新一輪征戰

　　毋庸置疑，汽車電子已體現出網絡化的發展方向，車載網絡成

　　為汽車電子領域的最大熱點。提高控制單元間通訊可靠性和降低導線

　　成本的網絡總線技術應用成為動力所在，包括CAN、LIN、FlexRey、

　　MOST、IDB1394等已成為現代汽車網絡總線的關鍵技術。為適應這種潮

　　流，上下游廠商都已圍繞網絡主題大做文章。

　　CAN LIN應用漸成主流

　　半導體廠商紛紛發力

　　目前，在國內眾多車型都可發現網絡總線技術的身影。國外CAN、

　　LIN總線技術應用已經成熟，相應地在國內汽車市場的應用也已拉

　　開序幕，CAN、LIN應用成為潮流之勢。

　　汽車網絡總線一般通過收發器、控制器進行信號傳輸，這成為半

　　導體廠商角力的新陣地。目前市場上有關LIN控制器、收發器的廠商

　　包括飛思卡爾、英飛凌、Microchip、富士通、NEC、Atmel等，

　　Altera、CAST等提供IP內核。在這一領域，飛思卡爾實力強勁，飛

　　思卡爾提供廣泛的LIN產品系列，包括8/16/32位主MCU和8/16位從節

　　點MCU，包括LIN物理層接口、LIN/CAN SBC(系統基礎芯片)和IDC

　　(智能分布式控制)。IDC產品是高度集成的單一封裝芯片，包含一個8

　　位MCU、LIN物理層接口、電壓調節器和各種功率驅動(SMARTMOS)

　　組件，非常適合空間有限的應用如后視鏡或車窗升降器。

　　飛思卡爾汽車電子工程經理康曉敦表示，未來收發器演變一是適

　　應不斷提高的標準要求，如LIN標準已從最初的1.0版擴展到2.0版，

　　因而需要做相應的升級改進。二是提高抗干擾性，提高可靠性。在收

　　發器市場,飛利浦已銷售10億只支持不同車內網絡(IVN)協議，包

　　括J1850、CAN和LIN收發器予各個汽車制造商與零部件廠商,這一數

　　字也間接印證了車載網絡應用熱度之高。據了解，飛利浦采用獨特的

　　新型絕緣體上硅芯片(SOI)技術推出的CAN收發器，具有卓越的EMC

　　性能，既可提高可靠性又有效地降低系統成本。目前飛利浦正在力推

　　其第三代A-BCD3 SOI技術，這種下一代SOI能將系統功能集成到

　　一顆可靠的單片電路芯片中。

　　同時，為了加速基于LIN總線控制系統的開發周期，飛思卡爾公

　　司開發了LIN開發平臺(LIN DEMO)。LIN DEMO系統提供了完整的

　　軟件和硬件，其中軟件包括標準的LIN底層驅動軟件和LED顯示的應用

　　軟件。用戶可以在此平臺上很快地搭建起LIN控制網絡，從而減少開

　　發周期，加快上市時間。

　　目前CAN在汽車動力和制動網絡應用領域正大顯身手。到目前為

　　止，已經擁有20多家CAN控制器芯片生產商，包括飛思卡爾、英飛凌、

　　英特爾、飛利浦、瑞薩、ST、TI等半導體廠商，市場上已有110多種CAN

　　控制器芯片和集成CAN控制器的微處理器芯片。

　　各種高低速網絡信號在汽車不同系統間“游走”，需要網關來充

　　當“中轉站”。富士通微電子高級系統設計工程師龐川指出，汽車上

　　用網關可將多個同質或不同質網絡連接，其意義在于減少網絡上的信

　　息量，提高系統的可靠性。飛利浦推出的SJA2020車內網絡網關控

　　制器是市場上第一個支持高達4個LIN主控制器與6個CAN2.0B信道

　　的微控制器。此外，先進成熟的SPI與外部總線接口可以帶來多媒體

　　網絡的快速接入，如MOST與IDB1394等。

　　國內車載網絡開發在起步

　　開發車身及多媒體網絡是務實之策

　　雖然CAN總線標準已推出很多年，但我國的汽車CAN總線技術起步

　　較晚，在中國的應用開發還剛剛開始，本土汽車電子廠商在跟進之余

　　已顯示出“新勢力”。如浙江中科正方電子技術有限公司目前形成了

　　以RS4、RS3、RS2為產品體系的汽車網絡產品生產企業，涵蓋了轎車、

　　客車和卡車各領域，可以提供基于CAN技術的汽車網絡產品。

　　但理想與現實之間總有差距，中國汽車電子廠商在基礎的ECU開

　　發方面還存在諸多缺失，開發車載網絡ECU遭遇的是更深層次的考驗，

　　目前還沒有這個實力幫助汽車制造商部署一個CAN網絡。據業內人士

　　介紹，目前更多的還主要是開發支持CAN的車載設備，配合某種車型

　　的CAN網絡使自己的產品支持這種總線通信協議。中科院電工研究所

　　汽車電子應用研究組副研究員唐曉泉指出，目前國內從事車載網絡的

　　企業雖然說開發車載網絡，但實際上做的是具有車載網絡接口的零部

　　件，而這種零部件一個是不行的，二個也沒有意義。國內車載網絡的

　　現狀是，在ECU中嵌入車載網絡已做得不錯，但與車載網絡相關的工

　　作還十分欠缺。

　　上海汽車電子工程中心總經理助理兼開發部部長楊曉鋒介紹，在

　　進行網絡開發時主要解決軟件的綜合調度機制、多任務下的實時性問

　　題、汽車惡劣環境下的魯棒性問題等技術問題。而目前國內在這一領

　　域投入開發的多，真正用的少，基本在樣機的狀態，就是因為缺少載

　　體和在其他車型上成熟的案例。

　　那么國內本土汽車電子廠商應該如何在汽車網絡化熱潮中占據一

　　席之地？唐曉泉介紹，車身和車載多媒體在汽車電子中占有很大的比

　　重，涉及面很廣，不可能被少數集團壟斷。根據中國汽車電子的現狀，

　　作為企業發展車身電子及車載多媒體網絡，是一項務實的決策。畢竟，

　　相比CAN(方案測試通常就要兩年左右的時間)，實現具備LIN網絡功能

　　的零部件則要簡單得多，技術門檻很低，已有不少本土廠商準備進入，

　　并且車身控制模塊的開發相對較易，相應的LIN總線收發器、控制器

　　解決方案選擇也很多，2006年相信會有不少本土廠商推出相應的產品。

　　隨著車載多媒體的不斷發展，將為中國的汽車電子、IT和家電制

　　造商帶來新機遇。在汽車中，將己成功應用的家電網絡技術移植到汽

　　車媒體，并且實現家庭、汽車和辦公媒體三位一體，這在技術上可行，

　　而且與車載媒體的發展目標一致。上海交通大學教授殷承良介紹，家

　　電行業轉型時可以考慮向這個方向發展，早做準備，早做研究，應該

　　是一個融入的好機會。

　　應用層不同對供應商提出高要求

　　搭建網絡開發平臺成必然

　　汽車總線應用層的標準化是促進總線技術應用的重要措施。目前

　　涉及總線系統數據定義的應用層是由汽車制造商和汽車制造商的核心

　　零部件廠家制定的。在轎車行業，在不同的汽車制造商甚至同一汽車

　　制造商的不同系列轎車中，盡管他們使用同一總線和同一總線的物理

　　層，其應用層是不相同的。

　　唐曉泉介紹，總線的應用層直接涉及到智能零部件中MCU的硬件

　　資源和軟件結構，同一個汽車零部件廠家在設計功能相同、但是為不

　　同汽車制造廠家甚至同一汽車制造廠家不同型號汽車用的智能零部件

　　時，不僅需要建設適應不同總線協議的測試體系，重新設計智能零部

　　件的硬件系統和軟件系統，而且還必須進行智能零部件的重新認證。

　　這無形中對汽車電子廠商又增加了系統設計和生產成本。

　　對此，航盛深有感觸。有關人士表示，目前每種車型的CAN總線

　　網絡都是定制的，為了與之配套，航盛必須交納一定費用給該汽車制

　　造商指定的第三方總線網絡規劃技術提供商，以得到必要的技術支持，

　　如底層通信協議、軟件接口等，這無形中設置了一個門檻，并進一步

　　提高了研發成本,研發投入也很大。因此整車應用層的不同對國內本

　　土廠商在配套能力與研發實力的考驗更加嚴峻。

　　這一方面國內整車廠還需加緊“補課”。殷承良表示，目前合資

　　整車廠是外方擁有自己的應用層協議，即便是合作方，對中方的開放

　　也非常少，得到授權幾乎不可能。雖然中方也意識到這一問題，但現

　　階段還是只能采用外方的技術與方案。但現在一些自主品牌的整車廠

　　都在制定屬于自己的應用層協議。據了解，國內有關機構制定的應用

　　層標準是以J1939為參考來制定的指導性標準，對整車廠來說還是愿

　　意擁有自己的應用層協議。

　　目前，國際上各個系統集成供應商以及整車廠都有自己的網絡測

　　試規范和標準，在行業內這沒有一定的標準，國內在這方面也處于空

　　白狀態，這也是我國在ECU及網絡技術發展中亟待解決的問題。浙江

　　中科正方電子技術有限公司總工程師于冬清表示，國內整車廠商都意

　　識到該問題，在逐步制定自己的應用層協議，如奇瑞、比亞迪，長安

　　汽車等。預期在2年～3年內，各汽車生產企業會逐步形成自己的汽車

　　網絡應用層協議及相關標準。

　　汽車總線網絡技術應用升級對國內整車與汽車電子廠商的考驗是

　　雙重性的，未來還需要做好準備承接更多的挑戰。

　　相關鏈接

　　MCU不斷集成網絡控制器

　　市場上存在獨立的網絡控制器或集成網絡控制器或接口的MCU，

　　來完成網絡控制功能，他們各有用武之地，但顯然集成是趨勢使然。

　　適應汽車電子控制單元集成度提高的趨勢，如今半導體廠商推出的車

　　用MCU中，早已集成了各種總線控制器或者接口，并隨著市場應用趨勢，

　　不斷邁向新的高度。

　　目前16位MCU正取代8位MCU成為車用MCU中增長最快的器件，也完

　　全可以支持CAN/LIN車內網絡總線協議。例如飛思卡爾新推出的16

　　位MC9S12X MCU，基于該公司的HCS12架構，面向CAN總線網絡和車身控

　　制等汽車多路應用、儀表板、車門和底盤節點。

　　高性能32位MCU在汽車電子領域的應用亦在迅速擴展，今后會成

　　為汽車動力系統、安全控制、多媒體信息娛樂的主角。除了基于Power

　　PC的MPC系列以外，飛思卡爾發布了首個基于ARM架構的MAC7100 32位

　　MCU系列，其需求重點是車身、底盤和安全性能。瑞薩也發布了集

　　成CAN總線接口和1.5Mb大容量閃存的32位微控制器SH7059，可實

　　現引擎控制的精確操作。