智能無線通信在汽車安全中的應用

　　目前，安全和保密在多個市場領域中都成為差異化應用解決方案的重要部分。汽車行業也不例外。消費者的快速接受進一步促進了汽車行業中許多新興熱點應用的發展。安全和保密解決方案在消費市場和汽車市場之間提供了一個協作的橋梁。許多分析師都預測到2008年全球汽車半導體市場將超過170億美元。隨著安全和保密應用的快速發展，這一熱點應用將有可能占未來四年時間里總有效市場（TAM）的近三分之一。

　　汽車安全應用所使用的典型遙控開門系統包括一個安裝在汽車上的控制器和一個由用戶攜帶的收發器（或發射器，即無線遙控車門鑰匙）。收發器（或發射器）一般包括一個微控制器（MCU）、RF器件以及按鈕和LED等人機接口器件。收發器（或發射器）通常關閉，只在按下按鈕或需要發送數據時才工作。傳統的發射器用來向控制器發送數據，因此是單向通信。然而，這一情況正在改變。新型智能收發器即可發送數據，也可接收數據，因此是雙向通信。在雙向通信系統中，控制器（安裝在汽車上）和收發器（即車鑰匙）可以實現自動通信，不需要人機接口。

　　利用兩個頻率可實現低成本雙向通信收發器，其中 125 kHz用于接收數據，UHF （315、 433、868或915 MHz）用于發射數據。由于125 kHz信號的傳播能力不強，因此雙向通信的范圍通常在三米以下。由于收發器本身仍然可以提供按鈕用于可選的其它操作，因此其單向（從收發器到控制器）發送按鈕信息的范圍可以更長。

　　在此類應用中，控制器利用125kHz頻率發送命令，同時不斷搜索有效范圍內UHF頻率的收發器響應。智能收發器通常處于接收模式，等待有效的125kHz控制器命令。如果接收到有效的控制器命令，那么收發器將通過UHF頻率做出響應。這就是通常所說的被動遙控開門（PKE）系統。傳統搖控開門系統中的發射器和新型被動遙控開門系統中的收發器之間最大的差別是后者擁有用于雙向通信的125kHz電路。利用包括數字和低頻前端電路的集成片上系統（SoC）智能MCU可以實現低成本PKE收發器。

　　由于PKE收發器的工作依賴于與控制器間的自動通信，不需要人機接口，因此系統工作的可靠性直接依賴于控制器和收發器之間的信號狀況。因此面臨的問題是，收發器能否像傳統的人機接口一樣可靠工作，收發器（即車鑰匙）的價格能不能做到與傳統解決方案差不多？

　　歐洲豪華汽車生產商早已經采用了增強安全和保密特色功能，隨著大型亞洲OEM廠商（豐田、尼桑、現代、馬自達以及大伍等）也開始在他們的大眾市場汽車平臺中采用此類PKE系統，形勢正在迅速變化。這一趨勢所帶來的規模經濟效應將會使得PKE系統的性能價格比對于最終客戶更具吸引力，從而保證價格能夠為消費者接受。

　　智能無線系統

　　表1，PKE智能收發器要求和解決方案

　　為了使PKE收發器可靠地工作并且成功地取代傳統RKE發射器，需要滿足一定的條件。表1概述了其中主要的一些要求和相應的解決方案。盡管看起來PKE收發器似乎需要復雜的成本較高的電路才能實現，但實際上隨著半導體技術的發展，智能MCU集成了實現安全雙向通信所需要的所有功能，因此實際上利用相對簡單的低成本電路就可以實現。

　　圖1，傳統遙控開門（RKE）系統，數據從RKE發射器傳輸到控制器，因此是單向通信。