為滿足汽車消費(fèi)者對(duì)舒適、安全、資訊以及娛樂的需求，以微控制器、微處理器為基礎(chǔ)的系統(tǒng)正引爆各種新應(yīng)用的誕生，以及汽車制造商與晶片公司之間的合作。11月初，在法國(guó)舉辦的一場(chǎng)“國(guó)際汽車電子大會(huì)(International Automotive Electronics Congress)”，即是因?yàn)榘雽?dǎo)體供應(yīng)商與汽車制造商之間日益增加的合作，而舉辦的一場(chǎng)論壇。  

不過根據(jù)該場(chǎng)會(huì)議所透露的訊息，盡管市場(chǎng)在短期之內(nèi)對(duì)車用微控制器以及基于處理器的系統(tǒng)級(jí)晶片(SoC)存在巨大的需求，但長(zhǎng)期的贏家將會(huì)是那些利用系統(tǒng)級(jí)(system-level)、整車(whole-vehicle)等方法，協(xié)助汽車製造商以較少的微控制器進(jìn)行設(shè)計(jì)和電子整合的晶片及EDA供應(yīng)商。  

根據(jù)市場(chǎng)研究公司Databeans分析，汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)在2006年總計(jì)為180億美元，預(yù)計(jì)在2012年將達(dá)到290億美元，平均年成長(zhǎng)率為8%。另一家市場(chǎng)研究公司Frost & Sullivan則預(yù)測(cè)，在同一時(shí)段，主動(dòng)式安全系統(tǒng)(active safety system)市場(chǎng)規(guī)模，將從大約130億美元成長(zhǎng)到213億美元左右。  

而此一成長(zhǎng)趨勢(shì)也在位居飛思卡爾(Freescale)與英飛凌(Infineon)之后，排名全球第三大的車用半導(dǎo)體供應(yīng)商意法半導(dǎo)體(ST)的財(cái)報(bào)中證實(shí)。ST的汽車產(chǎn)品部門2006年銷售額為13.6億美元；而在1996年，該公司整個(gè)汽車產(chǎn)品線的銷售額還不到4億美元。ST在車用半導(dǎo)體市場(chǎng)的年複合成長(zhǎng)率(CAGR) 預(yù)測(cè)為14%，高于該市場(chǎng)本身約6%的CAGR。而展望未來10年，ST計(jì)劃維持10%以上的年複合成長(zhǎng)率。  

汽車市場(chǎng)提供芯片制造商前景看好的營(yíng)收潛力，而汽車制造商也把芯片供應(yīng)商視為協(xié)助其改善油耗效率、二氧化碳排放量以及安全性的途徑。而事實(shí)上，各家汽車制造商也正面臨必須進(jìn)行以上改善的壓力。  

各國(guó)法規(guī)迫使汽車制造商尋求更環(huán)保與安全的技術(shù)  

歐洲委員會(huì)(European Commission)企業(yè)和工業(yè)總局所屬汽車單位的主管官員Reinhard Schulte-Braucks表示，汽車制造商必須協(xié)助減少二氧化碳排放量，以達(dá)到2012年120g/km的共同目標(biāo)，并透過採用各種防撞術(shù)增強(qiáng)道路安全性。以上各項(xiàng)要求都詳細(xì)記載在歐洲委員會(huì)所推動(dòng)的「CARS 21」(Competitive Automotive Regulatory System of the 21st Century，21世紀(jì)競(jìng)爭(zhēng)性汽車法規(guī)系統(tǒng))策略之中。  

雷諾汽車(Renault)電子工程網(wǎng)路總監(jiān)Remi Bastien表示，強(qiáng)制性環(huán)保法規(guī)、高安全性汽車以及各種低成本技術(shù)為車廠帶來了許多壓力，而採用電子技術(shù)則是解決問題的關(guān)鍵。  

「我們正處于兩種平行趨勢(shì)互補(bǔ)的連接點(diǎn)(context)，」Bastien表示：「消費(fèi)者需求以及來自政府的環(huán)保要求正呈指數(shù)上升。每隔5年，對(duì)污染氣體排放的標(biāo)準(zhǔn)要加倍，同時(shí)要求二氧化碳排放減少20%。此外消費(fèi)者期望越來越多的舒適性、安全性，以及對(duì)遠(yuǎn)端資通訊系統(tǒng)的鏈接數(shù)量。遵循摩爾定律(Moore’s Law)的電子科技為因應(yīng)這些挑戰(zhàn)帶來了許多機(jī)會(huì)；而我們也試圖建立車廠與晶片供應(yīng)商之間的雙贏關(guān)係?！?nbsp; 

Freescale資深副總裁暨該公司歐洲、中東以及非洲市場(chǎng)總經(jīng)理Denis Griot指出，在1970年代，因美國(guó)加推行空氣潔淨(jìng)法桉(Clean Air Act)，使微控制器(MCU)首次進(jìn)入汽車領(lǐng)域，以對(duì)引擎進(jìn)行控制：「馬達(dá)控制這種應(yīng)用使MCU技術(shù)朝越來越好的方向演變；在過去的10年當(dāng)中，MCU的運(yùn)算性能已經(jīng)增加了20倍，而資料數(shù)據(jù)處理能力增加了7倍?！?nbsp; 

Griot表示，電子技術(shù)進(jìn)軍汽車的第一波是透過MCU的應(yīng)用來對(duì)引擎進(jìn)行控制，第二波則會(huì)是采用電子技術(shù)提升汽車的安全性：「車禍?zhǔn)鹿蕦?duì)歐洲經(jīng)濟(jì)帶來的沖擊影響，每年總計(jì)達(dá)到800億歐元(約1,200億美元)，因此我們對(duì)于安全性議題絕不能妥協(xié)?！?nbsp; 

電子技術(shù)進(jìn)軍汽車的第二波攻勢(shì)，必須得在車輛結(jié)構(gòu)上做變化；Griot補(bǔ)充，諸如ABS、車輛安全性控制，以及乘員保護(hù)這樣的功能，迄今為止都是彼此之間獨(dú)立，不過這些功能之間必須彼此通訊以獲得最佳化的安全性。此外，新型的駕駛員輔助系統(tǒng)──如自主巡航控制、車道偏離警報(bào)以及夜視、盲點(diǎn)偵測(cè)等功能也將被推出，這些都需要半導(dǎo)體感測(cè)器以及高性能的處理器、記憶體。  

當(dāng)把安全性應(yīng)用到整個(gè)汽車系統(tǒng)時(shí)，關(guān)鍵是解決感測(cè)、啟動(dòng)(actuation)、通訊、互連、動(dòng)力以及運(yùn)算的可靠性問題。這意味著需要完全冗馀(redundancy)的安全性──這是由軍事航太領(lǐng)域所開發(fā)的一種標(biāo)準(zhǔn)方法。  

「透過晶片冗馀實(shí)現(xiàn)的安全性將是另一個(gè)技術(shù)突破，它將有助于將被動(dòng)式安全推向主動(dòng)式───甚至是預(yù)防性安全的演進(jìn)；」Griot表示：「我們已與德國(guó)汽車零組件供應(yīng)商Continental合作開發(fā)一種三核心解決方桉，這些核心會(huì)協(xié)同工作、自我控制，并提供降低能源消耗以及滿足安全性及容錯(cuò)約束(fault-tolerance)所需要的運(yùn)算以及控制性能?！?nbsp; 

在其名為「Space」的設(shè)計(jì)專桉中，F(xiàn)reescale與Continental計(jì)劃開發(fā)一款採用Freescale的Power架構(gòu)之三核心、32位元MCU。  

更具整合性的設(shè)計(jì)將是未來汽車系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)  

此外Infineon也為汽車應(yīng)用推出不同種類的MCU，包括Audo和Audo NG系列元件；此外還有結(jié)合了具獨(dú)立週邊設(shè)備控制處理器的TriCore MCU。這種架構(gòu)據(jù)說適合于引擎控制以及其它動(dòng)力系統(tǒng)應(yīng)用所需的、決定論(deterministic)的即時(shí)性能。  

「多核心方法潛力十足，也是我們策略的一部份；」Renault的Bastien表示：「不過這在短期內(nèi)不會(huì)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槲覀儾]有掌握每一個(gè)電子控制單元(ECU)；在動(dòng)力系統(tǒng)部分，僅試過採用一個(gè)ECU對(duì)引擎和變速箱進(jìn)行控制。關(guān)于Autosar汽車標(biāo)準(zhǔn)，我們可能會(huì)從眾多微控制器當(dāng)中選擇一個(gè)來試產(chǎn)許多模組，但在2012年以前不會(huì)量產(chǎn)。」  

至于Autosar標(biāo)準(zhǔn)將如與多核心處理器結(jié)合？在PSA Peugeot Citroen負(fù)責(zé)Autosar計(jì)畫的Alain Gilberg表示，這得到2009年該計(jì)畫完成時(shí)才會(huì)知道：「我們將繼續(xù)進(jìn)行Autosar標(biāo)準(zhǔn)訂定工作，并且希望在將來能把多核心方法完全導(dǎo)入該標(biāo)準(zhǔn)?！?nbsp; 

Griot則透露，已有應(yīng)用于全面和整體整合(comprehensive and holistic integration)的技術(shù)建構(gòu)模組(building block)問世，包括啟動(dòng)器、感測(cè)器以及微處理器。不過如何選擇正確架構(gòu)以及設(shè)計(jì)方法的挑戰(zhàn)依舊?！肝覀儽仨毷紫劝迅鞣N技術(shù)整合起來；」Griot并指出，F(xiàn)reescale與ST已在2007年簽署了一項(xiàng)合作協(xié)議，以加速微處理器整合的過程。  

Bastien表示：「Renault在系統(tǒng)方法上投入了龐大資源。例如，軟體可以透過合適的演算法而消除對(duì)一些感測(cè)器的需求。系統(tǒng)的規(guī)模越大，在各供應(yīng)商之間所需的合作協(xié)調(diào)也越多。在實(shí)際意義上，加速系統(tǒng)整合的最佳途徑，就是與我們的供應(yīng)商一起定義整合各種功能的可能性，以期能夠提升晶片制造商最先進(jìn)技術(shù)的價(jià)值。而Autosar就是實(shí)現(xiàn)這些整合的良好機(jī)會(huì)。」  

「我們需要掌握全局系統(tǒng)方法并擁有一個(gè)全面的系統(tǒng)；」Gilberg表示：「我們需要這麼多ECU，就是因?yàn)橄到y(tǒng)被分割成許多部分?！?nbsp; 

Infineon汽車系統(tǒng)資深主管Patrick Leteinturier也表示，對(duì)減少車輛中ECU的數(shù)量、以及減少它們之間的互連的需求，可望帶來更為集中的架構(gòu)的出現(xiàn)，因而提高效率及可靠性、降低複雜性并獲得更高的成本效益。  

Griot總結(jié)指出：「我們正處于一個(gè)轉(zhuǎn)捩點(diǎn)──由軟體帶來的創(chuàng)新將超越硬體的創(chuàng)新。我認(rèn)為，我們除了鼓勵(lì)創(chuàng)新之外別無選擇。我們需要采用軟體/硬體自上而下(top-down)的架構(gòu)方法進(jìn)行突破；這種方法將使整個(gè)系統(tǒng)更為便宜且車輛更為安全?！?nbsp;