世界汽車電子系統發展前瞻

美國市場調查公司Dataquest最新的調查資料顯示,2000年全球有217種新車型投放市場,其中68%與新型汽車電子技術和產品有關,這說明汽車電子技術和產品在新款汽車中已經占有舉足輕重的地位。近年來隨著人們環境保護意識的增強,以及對汽車安全性、舒適性、通信和娛樂功能的要求不斷提高,汽車電子化熱潮風高浪急,五花八門的汽車電子技術和產品層出不窮。尤其是汽車尾氣排放控制、安全氣囊和危急情況報警系統等,增長的速度更快。

提高汽車行駛的安全性,是影響世界汽車電子發展的一個最重要的因素。如何提高惡劣氣候條件下的汽車行駛安全性,已經成為開發汽車電子產品的一個重大課題。為了提高安全性,發達國家的大部分汽車開始裝備先進的由IC控制的剎車系統、雷達控制系統、電子駕駛系統和智能氣囊系統。

語音識別系統將成為最熱門的汽車電子產品之一, 其應用范圍包括聲控電話、語音操作導航系統以及廣播頻道的選擇等。Temic Telefunken微電子公司是戴姆勒克萊斯勒旗下專門研究開發汽車電子產品的機構,該公司最近開發了一種語音識別系統,可以使語音的輸入免受汽車引擎的干擾。

ST公司也推出了一款用于語音識別的DSP芯片,這一款24位的DSP集成了ROM、RAM、A/D、D/A等諸多功能。與語言無關的語音識別軟件存儲于ROM, 與語言有關的軟件則存儲入RAM。這種DSP可以應用于語音識別的汽車導航系統。Philips 公司新推出了一種基于VLIW的單片媒體處理器,每秒鐘可達到70億次的運算速率,能夠滿足導航系統和移動娛樂的需要。Infineon公司推出的32位TriCore控制器可連接GPS芯片組、移動電話IC、霍爾傳感器等。此外,它還內置了顯示和控制系統。

汽車電子市場另外一個熱門產品是紅外線夜視系統。它能夠顯著增加司機在夜間駛車時的可視度。該系統通過裝在汽車前部的紅外燈發出肉眼看不見的紅外線 ,視頻相機負責將反射回來的信號記錄下來,然后再以黑白的形式顯示在司機面前。

許多歐洲汽車具有基于IC的引擎管理系統,以優化燃油消耗和氣體排放。 為了提高安全性,汽車也開始裝備IC控制的剎車系統、雷達控制系統、 電子駕駛系統和智能氣囊系統。歐洲委員會目前通過貸款項目支持芯片和汽車制造商聯合開發集成的汽車電子系統,這種新一代汽車電子系統集成了多種電子應用和產品,如汽車音響、移動通信、衛星導航和緊急呼叫等。在歐洲, 這種融合了電信和信息技術的汽車交通服務系統被稱為遠程信息業務。

為了提高汽車的安全性, 未來汽車工業的發展趨勢是: 用電子控制取代機械或液壓控制。戴姆勒克萊斯勒公司正在實驗利用電子系統控制汽車的駕駛、轉向和剎車,以便提高控制的靈敏度和準確性,從而提高汽車行駛的安全性。

IBM和Motorola公司日前宣布,將合作開發車用無線Internet技術,這項技術將使汽車司機和乘客能夠在車上發送電子郵件以及從事各種上網的活動,如電子商務和網上購物、查看股市行情和天氣預報等。這兩家公司還將合作生產配有這項技術的Web設備,預計將會隨著2002年車型一起投放市場。通用、大眾、 戴姆勒克萊斯勒等汽車制造商都打算安裝這種設備在其新出廠的汽車里。

Microsoft公司新推出了專門為“車上網”設計的AutoPC軟件，采用Windows CE操作系統,它具有交互式語音識別等各種多媒體功能。這種交互式語音識別功能能夠有效地保障汽車安全行車,因為它可以讓汽車司機在手不離方向盤、眼不離行駛前方的前提下,與PC系統交換各種信息。例如行車前方的交通狀況,有沒有塞車,如果前方塞車,那么應該改道走哪一條路可以更快地到達目的地等等; 而車上的乘客則可以通過該系統上Internet,收發E-mail、 打網絡電話以及在網上瀏覽等等,使在車上的一分一秒都得以充分利用。該系統還可以接數字音響、CD、調幅調頻收音機等音響設備,使乘客可以在車內欣賞音樂,消遣娛樂。此外,該軟件系統還可以與乘客隨身攜帶的筆記本電腦聯接起來,實現信息共享。

UTA公司也熱衷于開發“車上網”系統。該公司與Microsoft簽定協議,獲準采用Windows CE操作系統,從而開發出了車用MICE系統。今年年初,福特公司屬下的威斯通公司宣布,該公司將與Microsoft以及Intel聯手開發車用多媒體電腦平臺ICES,該平臺采用Microsoft的CE操作系統和Intel的處理器,以供司機和乘客在汽車里上網,與外界保持密切的聯系。這一點對于汽車的安全是至關重要的,因為當汽車遇到搶劫或者發生車禍時,由于汽車與外界的通信系統緊密相連,所以能夠立即向警方報案或者向汽車事故急救中心呼救。

通用公司屬下的德爾福和紳寶公司,也緊跟“車上網”的時代潮流,迫不及待地推出了自己的“車上網”系統。引人矚目的是,紳寶公司在新推出的概念車(PPV)上裝備了車載自動化辦公系統,該系統也采用了Microsoft的AutoPC平臺,集成了CD-ROM、IrDA、調幅調頻收音機、串行接口以及串行通用總線(USB),可以插接便攜式快閃改寫器的擴充槽和高清晰度顯示器等,能夠聲控方向盤,通過人機語音交互功能傳輸文本類信息,可以接收全球衛星導航系統(GPS)的導航信號,可以查詢行車前方的交通狀況;車載蜂窩電話可以借助調制解調器與Internet聯接;其遠紅外數據接口可以與采用Windows CE操作系統的筆記本電腦聯接; 這種概念車上的車載自動化辦公系統由于采用了超高速光纖串行數據通道(MML),因而具有多路的數字式影音能力,借助于MML,可以有效地調控多通道大容量的I/O信號,便于聯接各種信息設備和影音裝置,例如CD、DVD、前風檔上平視顯示、電視接收天線以及高級音響等。MML的傳輸速率高達110Mbps,容量達50多個頻道的音頻和20多個頻道的視頻。尤其令用戶稱道的是，MML,使“車上網”得以有效地減輕了電磁干擾,提高了“車上網的工作質量”,使汽車司機和乘客都獲益匪淺。

通用公司下屬的德爾福公司則與IBM、 Netscape、 Sun等聯手開發出一款新的車用電腦平臺,裝在名為網絡車(NV)的概念車上。

Nokia和Ericsson 公司也開始介入汽車電子領域,他們推出了用于車輛系統的移動電話IC。Ericsson也開發Bluetooth芯片 ,期望能將電話號碼從PDA上轉到車載電話上。

在汽車導航和娛樂設備方面,日本和美國的市場比歐洲更興旺。 日本已有160萬部汽車采用GPS導航系統。2003年日本預計有40%的汽車裝有車載計算機。 到2015年，其數字化汽車市場價值將達到670億美元。

鑒于世界汽車電子市場具有極其廣闊的發展前景,世界著名的電子廠商都投入了巨資加緊研究開發汽車電子技術和產品,準備在21世紀初的激烈競爭中決一雌雄。

Intel公司最近與汽車廠商合作開發車載奔騰處理器計算平臺。Intel已經開發出應用于車內環境的軟硬件系統設計平臺,它可用于建立車內系統模型機,裝載目前最先進的PC軟件和開發車內新的應用項目。

Intel目前正在利用計算機的現有技術,把汽車內的各種系統綜合到一個中央計算平臺上,并且把重點放在信息和通信方面,其中包括GPS和無線電數據廣播(RDB)通信平臺。首先把各種產品集成到一個通用計算機平臺上,然后增加各種已經在PC 上開發的功能,各種系統都集中到一個通用計算機平臺上。

德國羅巴托·波休公司也在致力于開發汽車電子新產品,該公司推出的電子油門踏板,不是把腳踏的動作傳遞到化油器節氣門上,而是利用微處理器和集成電路來綜合控制發動機,電子剎車踏板也將由車內計算機統一進行控制。 該公司的氣力式制動器開關,利用多層陶瓷技術,使體積和重量均減少了一半。奔馳汽車公司也在研制氣力式制動器開關和傳感器時大量采用電子器件。2000年, 奔馳電子設備占整車價值的28%。

Siemens公司正在開發由汽車計算機系統控制的駕駛室設備,將各種系統集中在一起,裝配成一個新型的駕駛臺,包括方向盤的轉動、踏板控制、汽車導航等各種系統的控制,全部集中在駕駛臺上。Siemens公司這種汽車電子和計算機系統,是與法國遜馬工業公司聯合開發的,遜馬公司最主要的產品是儀表盤、控制臺等。

全球汽車電子化的興起,以及汽車計算機系統的應用,將開拓出一個巨大的電子市場。目前每輛汽車平均使用的電子部件約值1000～1200美元,其中,半導體大約值230美元。2000年,車載電子約占整車成本的21%。2000年全球汽車電子部件的銷售額為886億美元,其中半導體器件銷售額為245億美元。到2005年, 全球汽車電子部件的銷售額將達2450億美元,其中半導體器件銷售額將達700億美元,屆時,平均每輛轎車使用的汽車電子產品將達2300美元,其中，半導體約值425美元。

最近,僅歐洲電子廠商投入的有關科研經費已達3.6億美元, 用于購置汽車電子專用生產設備的資金已達1.3億美元。目前,世界各國的電子廠商正在集中力量大規模生產汽車發動機點火系統、燃油噴射系統、自動變速系統、排污控制系統、導航系統、防撞系統、防盜系統和音響系統等, 汽車電子產品的功能將從僅完成單一控制拓展為“汽車—人—公路—環境”大系統的信息交流和控制功能。未來三年,汽車電子產業將異軍突起、發展迅猛,一個嶄新的汽車電子化時代正在大踏步向我們走來。■