中低端汽車的擁有者將不再滿足于標(biāo)準(zhǔn)配置功能，他們希望衛(wèi)星導(dǎo)航飞涂、多區(qū)域溫度控制恩沛、衛(wèi)星廣播枣耀，甚至飲料冷藏庫也能成為標(biāo)準(zhǔn)配備霉晕。

未來的汽車將會是這樣的：允許你一邊開車一邊語音輸入文字和博客內(nèi)容；即使不動一個手指頭你也能夠更換汽車上iPod多媒體播放器的音樂和調(diào)節(jié)音量捞奕；甚至不需要你的手離開方向盤就可以通過一臺藍牙設(shè)備建立一個三方通話牺堰。

毫無疑問地，我們已經(jīng)生活在汽車信息娛樂(AI)時代颅围。配備手動調(diào)節(jié)調(diào)頻/調(diào)幅收音機和CD播放器的儀表板正在消失伟葫，并逐漸演變成包括MP3和DVD播放器、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)院促、免提移動手機呼叫酒旷、以及無線互聯(lián)網(wǎng)瀏覽設(shè)備的AI中心。

為了吸引那些酷愛最先進音視頻享受的用戶注意力椅砸，汽車制造商正在努力創(chuàng)建車載娛樂中心送县。這些系統(tǒng)將采用最新的微處理器、存儲器嫡服、傳感器、顯示器迁耘、微控制器單元(MCU)伴竹、圖形控制器、FPGA和網(wǎng)絡(luò)接口控制器來實現(xiàn)粤未。

語音激活

AI系統(tǒng)的一個重要發(fā)展趨勢是語音激活报叁，最近已經(jīng)有許多相關(guān)產(chǎn)品和服務(wù)面市。Dial2Do公司可提供只需用語音輸入一位電話號碼就能建立電話呼叫的產(chǎn)品缚袒。在司機雙手放在方向盤上并眼睛注意路面的同時付找，他們能接收電子郵件、發(fā)送文本消息绢贵、使用電話和完成其他通信任務(wù)艰争。

開車者可以借助Innotech Systems公司的另一種設(shè)備在開車同時播放音樂，該設(shè)備允許你用語音激活口袋中的iPod桂对。借助Accenda Voice Control甩卓，用戶只需插入現(xiàn)成的耳塞或耳機。一根電纜將Accenda Voice Control連接到iPod的基座連接器蕉斜，從而開車者可以通過語音指令告訴iPod多媒體播放器做什么逾柿。

Sierra Wireless的595W、880W和881W AirLink MP modem如今也具有了802.11 b/g Wi-Fi熱點和全路由功能宅此，它們可用來簡化汽車與外圍設(shè)備之間的安裝和通信工作机错。用戶即便在他們的車外也可以享受移動寬帶連接，實現(xiàn)大容量照片和視頻文件的傳送。

遠程信息通信服務(wù)提供商ATX Group公司已經(jīng)公布了一項計劃弱匪，旨在通過無線方式將汽車內(nèi)分布在各處的各種嵌入式設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)坦敌。該公司與互連汽車貿(mào)易協(xié)會(CVTA)一起試圖組成一個國際工作組來推進這項計劃。

將對IC提出巨大需求

根據(jù)iSuppli痢法，對用于AI的半導(dǎo)體芯片(如ASSP和PLD)的需求有望推動今年的銷量在去年18.5%的增長率基礎(chǔ)上再增加8.5%狱窘。這家市場研究公司認為，兩大關(guān)鍵推動力是：信息娛樂耳機增加的附加智能财搁，以及OEM推動第一流電子系統(tǒng)供應(yīng)商降低產(chǎn)品成本愈饲。

“汽車制造商約25%的成本用在電子方面，特別是高端汽車蝉丧，”向AI市場提供電源芯片的凌力爾特公司產(chǎn)品營銷經(jīng)理Tony Armstrong說碴纺。一些市場專家甚至認為電子產(chǎn)品的成本高達40%。很顯然就留，對半導(dǎo)體芯片制造商來說這是一個很好的市場仇习。

根據(jù)iSuppli，最大的兩家AI芯片供應(yīng)商是ST和恩智浦半導(dǎo)體公司拭奖，它們占據(jù)著25%的市場份額梆载。不過，飛思卡爾和英飛凌在整個汽車電子IC市場擁有全球最大的份額萧状。全球AI系統(tǒng)的OEM和售后收入到今年底將有望上升到398億美元撵刷，在去年369.8億美元基礎(chǔ)上再增加7.9%，到2014年則再增加140億美元(圖1a)捣兄。

與此同時褐袒，OEM AI系統(tǒng)供應(yīng)商，如Continental(以前的西門子VDO)稍浆、Blaupunkt载碌、Delphi和Visteon，正承受著來自產(chǎn)品制造商的壓力衅枫，他們需要滿足非常有挑戰(zhàn)性的高性能和低成本系統(tǒng)要求嫁艇。這四家公司占OEM市場的57%，根據(jù)Strategy Analytics公司(圖1b)为鳄。

汽車信息娛樂系統(tǒng)領(lǐng)域主要的半導(dǎo)體和系統(tǒng)供應(yīng)商一覽表裳仆。

來自AI系統(tǒng)的大量數(shù)據(jù)要求使用汽車級的存儲設(shè)備，如硬盤(HDD)孤钦。東芝存儲系統(tǒng)事業(yè)部的硬盤(如80GB的MK8050GAC和60GB的MK6050GAC)是汽車系統(tǒng)中用得最多的磁盤存儲介質(zhì)歧斟。這些硬盤專門針對嚴酷的汽車環(huán)境設(shè)計，工作溫度范圍可從-30℃到85℃偏形，并且外形尺寸很緊湊静袖，只有69.85×100×9.5mm觉鼻。

FPGA已無所不在

在今天汽車上能看到的所有IC中，FPGA和復(fù)雜PLD(CPLD)是最常見的队橙。它們的可編程靈活性允許電子系統(tǒng)供應(yīng)商緊跟不斷變化的AI市場需求坠陈。另外，它們也在逐漸替代ASIC和ASSP淮辕。

Actel蘸错、Altera、萊迪思半導(dǎo)體和賽靈思都是活躍在這個市場中的主要供應(yīng)商俯炮，他們可以提供汽車級的FPGA冬溯、CPLD和結(jié)構(gòu)化ASIC產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都具有AI系統(tǒng)所需的低功率和寬帶特性敦浅。

今年早些時候录教，Altera推出了許多MAX CPLD、Cyclone FPGA和HardCopy結(jié)構(gòu)化ASIC赛琢，這些產(chǎn)品采用了可擴展的硬件/軟件架構(gòu)進行設(shè)計字瘫。“我們的方案極大地減輕了緊跟不斷變化的汽車電子要求通常所需的重復(fù)開發(fā)成本悴碳〗杞郑”Altera汽車營銷經(jīng)理Dave Elliot表示。

OEM廠商可以將他們的設(shè)計移植到生產(chǎn)級的FPGA瞻窗，或移植到一個低成本的高性能HardCopy結(jié)構(gòu)化ASIC中×尕ぃ現(xiàn)在可以得到的IP內(nèi)核包括：Altera的Nios II、ARM的M1 Cortex嵌入式處理器疯特、DSP、以及視頻和成像IP套件肛走。它們都支持最新的汽車聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)漓雅，如CAN、MOST朽色、LIN和FlexRay邻吞。

Altera汽車市場策略的基礎(chǔ)是其可編程架構(gòu)集成系統(tǒng)(PARIS)開發(fā)平臺。借助PARIS開發(fā)套件和Nios II嵌入式評估套件(NEEK)葫男，OEM設(shè)計師可以選擇他們用來開發(fā)一個可擴展信息娛樂控制器所需的FPGA器件類型抱冷，并在安裝到汽車上之前進行充分評估(圖2)。

Altera的PARIS FPGA開發(fā)平臺梢褐。

賽靈思公司推出的一種參考設(shè)計可很容易地實現(xiàn)汽車內(nèi)信息娛樂設(shè)計之間的靈活連接旺遮。該公司的低功率Spartan3E FPGA和IP解決方案主要用于耳機設(shè)計。它與Intel的低電壓Atom處理器的組合可以幫助系統(tǒng)設(shè)計師在開發(fā)開放AI平臺時提高其性能盈咳、可擴展性和靈活性水平耿眉。

高端32位微控制器和DSP也越來越多地用來開發(fā)AI應(yīng)用和控制任務(wù)边翼。例如，瑞薩科技公司的Super-H 32位144MHz SH7262/64 MCU就是專門針對數(shù)字音頻系統(tǒng)溅鞠、MP3附件和圖形化儀表板進行優(yōu)化的高集成度器件徽七。NEC電子公司有10多款32位V850ES/Fx3-L系列MCU用于為今天的汽車開發(fā)車載舒適與安全系統(tǒng)。另外仙茴，ADI公司在新的奧迪A5汽車中使用了Sharc處理器來實現(xiàn)該公司所謂的“車內(nèi)豪華娛樂新水平”蛹柔。

功率挑戰(zhàn)

車載AI功能的開發(fā)需要設(shè)計師仔細考慮如何使用和管理有限的可用功率，它通常來自車上的12V電池签梭。這類電池正在被使用到它們的負載極限电尖。雖然42V電池也已出現(xiàn)，但它們還沒有廣泛應(yīng)用翠蓄，而且由于其更高的電壓丛幌，它們還有隔離和電磁干擾(EMI)保護的設(shè)計挑戰(zhàn)。

對汽車來說抢纹，在汽車內(nèi)所有電子設(shè)備打開時和“冷啟動”情況下能夠帶動大負載還是不夠的懒碍。汽車的所謂睡眠模式(即所有的電子設(shè)備都關(guān)閉)還必須不泄漏太多的電流，并在長期停車后不會耗盡電池能量谚剿。今天的電池在這種模式下的泄漏電量只有幾十毫瓦缝驳。

這也是為什么一些智能電源器件(如電壓和開關(guān)穩(wěn)壓器、固態(tài)繼電器归苍、電機和顯示驅(qū)動器用狱、電源管理IC和智能功率H橋)正在現(xiàn)代汽車中出現(xiàn)的原因∑雌“然而夏伊，與其他應(yīng)用不同的是，這些芯片必須工作在比消費類筆記本電腦和膝上電腦產(chǎn)品嚴酷得多的惡劣環(huán)境中吻氧。電壓和溫度極限要求更高溺忧，EMI挑戰(zhàn)也更加艱巨《⑺铮”凌力爾特公司Tony Armstrong表示鲁森。他還指出了滿足汽車電子中各種不同工作電壓的需要。

任何開關(guān)穩(wěn)壓器都需要能在3V到60V的寬輸入電壓范圍內(nèi)正常工作振惰，以應(yīng)付汽車的冷啟動和負載突變情況歌溉。考慮到這些因素骑晶，凌力爾特公司推出了一對三路輸出痛垛、降壓型DC-DC轉(zhuǎn)換芯片LT3507和LTC3545。

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