車載信息終端及關(guān)鍵器件的現(xiàn)狀與展望

　　眾所周知，作為汽車電子化的關(guān)鍵器件，汽車用半導(dǎo)體的研究開發(fā)非常困難，因?yàn)樗氖褂铆h(huán)境平均溫度在零下40度到85度之間，發(fā)動(dòng)機(jī)用的控制器件使用溫度更是最高達(dá)到125度。此外，所有產(chǎn)品還必須保證10年以上的可靠性。為此，必須在設(shè)計(jì)、研發(fā)、試生產(chǎn)以及評(píng)定的各個(gè)環(huán)節(jié)，都嚴(yán)格執(zhí)行高安全性、高可靠性的高品質(zhì)原則。作為一家半導(dǎo)體生產(chǎn)廠商，瑞薩正是通過(guò)嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)這些產(chǎn)品原則而獲得了市場(chǎng)的高度認(rèn)可，并分別在日本和全球汽車電子市場(chǎng)分別占據(jù)了22.3%和7.1%的份額。以下透過(guò)瑞薩車用半導(dǎo)體的發(fā)展，結(jié)合中國(guó)實(shí)際情況，我們簡(jiǎn)單探討一下智能交通系統(tǒng)中車載信息終端及關(guān)鍵器件的發(fā)展情況。

車載信息終端的發(fā)展趨勢(shì)

　　從2002年到2005年，中國(guó)汽車電子市場(chǎng)保持著42.6%的復(fù)合增長(zhǎng)率，市場(chǎng)規(guī)模已突破了620億元人民幣。成長(zhǎng)如此快速的市場(chǎng)對(duì)任何一家半導(dǎo)體廠商都有著足夠的吸引力。作為瑞薩來(lái)說(shuō)，非常希望能以先進(jìn)的技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)為中國(guó)汽車電子市場(chǎng)的發(fā)展做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)，尤其在汽車導(dǎo)航系統(tǒng)方面，瑞薩在日本和全球市場(chǎng)分別占據(jù)了約80%和約60%的份額，具有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。

　　最近上市的高級(jí)轎車中，應(yīng)用了100個(gè)以上的電子工作模塊，這些模塊構(gòu)成了典型的ASV（Advanced Safety Vehicle）系統(tǒng)。ASV是實(shí)現(xiàn)安全舒適交通生活的關(guān)鍵技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)智能交通非常重要的技術(shù)之一。我們要探討的車載信息系統(tǒng)就是ASV的重要組成部分。

　　未來(lái)汽車預(yù)計(jì)會(huì)發(fā)展成為一個(gè)移動(dòng)的通信終端，無(wú)線電通信是實(shí)現(xiàn)這個(gè)過(guò)程的重要技術(shù)。以汽車為中心的通信不但包括車內(nèi)傳感器、監(jiān)視器和控制器件等電子單元的無(wú)線互聯(lián)，還包括了車與車之間、車與路之間的通信。從目前來(lái)看，中國(guó)消費(fèi)類電子、手機(jī)等移動(dòng)通信設(shè)備，汽車內(nèi)連接與汽車外連接，Network消費(fèi)的連接性相對(duì)而言還不是很理想。這里主要存在兩個(gè)制約因素，一是無(wú)線連接的速度還比較慢，二是誠(chéng)如汽車廠商反映的那樣，現(xiàn)在車內(nèi)無(wú)線電應(yīng)用在可靠性方面還難以讓人完全滿意。因此，更高的無(wú)線連接速度和可靠性可能會(huì)成為中國(guó)車載信息終端今后發(fā)展的方向之一。

　　為了實(shí)現(xiàn)更高速的連接性，采用WAVE（Wireless Access Vehicle Environment）或者是WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）這樣更高的無(wú)線通信規(guī)格對(duì)車載信息終端來(lái)說(shuō)是非常必要的。車內(nèi)連接的可靠性問(wèn)題，通過(guò)應(yīng)用UWB（Ultra Wide Band）等新一代無(wú)線通信技術(shù)也能得以解決，而且會(huì)像藍(lán)牙一樣，全部實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接。在與外面環(huán)境的連接中，日本有一種叫DSRC（Dedicated Short Range Communication）的技術(shù)，可以在很小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)汽車跟外界的通信，此技術(shù)現(xiàn)已實(shí)用化，且可靠性高，速度大概為1Mbps，而下一代是4Mbps。另一方面，在歐美開發(fā)中的新一代WAVE或WiMAX可能會(huì)實(shí)現(xiàn)10M-20Mbps的通信速度。所以，在中國(guó)如果逐漸應(yīng)用這些已實(shí)用化且高可靠性的新一代無(wú)線通信技術(shù)的話，智能交通的應(yīng)用范圍、商業(yè)模式可能也會(huì)不斷擴(kuò)大起來(lái)。這方面瑞薩有許多成功的經(jīng)驗(yàn)可供分享。

　　下一代車載信息終端的發(fā)展，還有一個(gè)很重要的無(wú)線應(yīng)用技術(shù)就是Adhoc。這一技術(shù)可以在多種信息設(shè)備，包括終端、車、傳感器等，集中在一起的場(chǎng)合下，實(shí)現(xiàn)自主構(gòu)筑無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。比如，如果在道路上發(fā)生交通事故，距事故現(xiàn)場(chǎng)最近的車輛可以把信息通過(guò)自主構(gòu)筑的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞到后面的車輛，為后車的駕駛提供信息服務(wù)。目前，這一技術(shù)由日立制作所的研究開發(fā)部門在兩三臺(tái)汽車間的小范圍內(nèi)試驗(yàn)成功。但是，這樣的系統(tǒng)必須經(jīng)過(guò)上千甚至是上萬(wàn)臺(tái)汽車的試驗(yàn)才能最終實(shí)用化。我們相信只有在中國(guó)才具備做這種試驗(yàn)的條件。

　　此外，與家庭固定用的通信系統(tǒng)不同，汽車經(jīng)常處于高速移動(dòng)狀態(tài)，因此車載信息終端與外面網(wǎng)絡(luò)的連接是比較復(fù)雜的，需要應(yīng)用高速移動(dòng)體的無(wú)線LAN技術(shù)。這其中有對(duì)無(wú)線LAN高速移動(dòng)體適用技術(shù)的研究開發(fā)，也有面向移動(dòng)體無(wú)線通信的高可靠性技術(shù)。前者又包括與高速移動(dòng)體無(wú)線LAN基地局連接確立時(shí)間縮短化技術(shù)開發(fā)和高速移動(dòng)時(shí)在多個(gè)無(wú)線LAN基地局間切換功能的開發(fā)。例如，當(dāng)汽車高速通過(guò)基地局，尤其是在通過(guò)不同基地局時(shí)，普通技術(shù)在與汽車無(wú)線LAN確立連接或重新連接需要2~3秒，這對(duì)于高速行駛中的汽車來(lái)說(shuō)，是一段很長(zhǎng)的距離。也就是說(shuō)，在很長(zhǎng)的一段距離汽車將處于網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)。但是，如果應(yīng)用新一代高速移動(dòng)體無(wú)線LAN連接技術(shù)，就可以把這個(gè)時(shí)間縮短到零點(diǎn)幾秒。這也就是802.11p最重要的技術(shù)。