發布日期：2022-07-14 點擊率：25
隨著汽車電子技術的飛速發展,車載導航與信息娛樂系統正逐漸成為汽車廠商追捧的熱點。該市場的發展潛力有目共睹,德國博世集團下屬Blaipunkt Research甚至表示,在全球汽車年產量當中,沒有配備導航功能的車輛的比例將從2006年的94%大幅度下降為2014年的57%。本文將圍繞車載導航與信息娛樂系統的發展方向以及對半導體器件的需要,為汽車電子設計工程師和技術管理人員提供一個方向性的參考意見。
車載GPS與信息娛樂系統發展的五大方向
信息娛樂系統的用戶需求包括通信、娛樂、駕駛信息和其它一般的信息；輔助駕駛系統的用戶需求包括安全、經濟、駕駛支持、方便/舒適等,如圖1所示。
從圖1中可見,車載導航與信息娛樂系統的發展受到五方面需求的牽引,它們包括:1. 車載專用導航設備需求；2. 具備導航功能的車載無線電通信設備；3. 具備導航定位功能的駕駛員輔助信息系統；4. 具備導航功能的Telematics(遠程信息系統)；5. 具備導航功能的移動設備。
Blaupunkt GmbH公司市場和公司發展副總裁Peter Schnaebele博士認為,為了滿足駕駛員對更舒適和更安全地駕駛的日益增長需要,全球車載GPS與信息娛樂系統的未來發展方向主要體現在如何與駕駛員輔助信息系統融合方面:一是能與外部世界進行信息交換的嵌入式導航解決方案將被視為駕駛員輔助信息系統必須具備的要素；二是車載導航與信息娛樂系統要向駕駛員輔助信息系統的升級。
駕駛員輔助信息系統發展驅動力在于創新。例如,博世公司車載電子事業部銷售副總裁Rainer Kallenbach博士認為,將來的駕駛員輔助信息系統必須“借助于傳感器以及超高性能電子系統”讓汽車看見車身周圍各處所發生的情況,這些傳感器和電子系統包括攝像頭、超生波、雷達傳感器以及汽車緊急制動系統、可使汽車自行移入泊位的駐車輔助系統、配備智能化圖像解讀功能的照相系統等等,將來的駕駛員輔助信息系統將為駕駛員帶來更高的安全和舒適體驗。
隨著具備導航、信息娛樂、移動電視功能的手機逐漸浮出水面,中國電子科技集團第20研究所陳凱表示,未來4~5年,中國以單機形式出現的汽車導航產品將逐漸向多功能方向發展,具備導航功能的Telematics信息終端產品將隨著3G的系統建設和普及,逐漸成為未來中國汽車導航市場的主流。
圖1:全球車載導航設備市場的發展趨勢。
汽車OEM要密切關注Telematics平臺方案
要建立駕駛員輔助信息系統,創維汽車電子公司的市場總監張海偉認為,將來的車載導航和娛樂必須建立在基于CAN總線的車載計算平臺之上。在此,特別值得注意的就是汽車半導體廠商推出的Telematics平臺方案。
TRG首席分析師Phil Magney認為,在用于Telematics的微處理器領域,飛思卡爾、瑞薩科技、英飛凌、三星電子、ARM、ST及TI引領著市場的發展,其中,飛思卡爾和瑞薩科技的市場占有率分別排名第一和第二。因此,掌握飛思卡爾和瑞薩科技的最新動態,在一定程度上就將把握了未來Telematics的發展趨勢。
例如,借助于飛思卡爾的微處理器架構,可以把GPS導航、Wi-Fi、藍牙以及所有的視聽處理功能都受控于一個Telematics微處理器,而飛思卡爾的MPC5121e能夠與車內的其它處理器接口,從而把來自動力總成、車身、底盤和安全傳感器的各種輸入信號送到儀表盤上顯示。Magney表示,明年飛思卡爾推出的Telematics微處理器將包含駕駛員輔助系統所需要的功能,如自適應巡航控制、車道偏離報警、行人和碰撞規避系統、吊頂顯示器控制等等,到2010年,低成本的Telematics微處理器將足以成為低端車輛的標準配置。
在高速行駛的汽車中實現車道的快速識別,駕駛員輔助系統對芯片性能提出了較高的要求。瑞薩科技自動車事業部副部長山內直樹表示,為了解決這個難題,瑞薩推出了一款汽車導航+高精度圖像識別的SoC芯片SH7774,其中,集成了2D圖形引擎、音頻編碼器以及ATAPI、以太網、CAN等各種下一代車載導航系統中所必需的外圍模塊。它的出現為駕駛員輔助信息系統的構建提供了支持。
目前,中國整個車載導航行業發展所面臨的最大挑戰在于“行業管理混亂”,許多汽車制造商目前提供的是彼此之間互相割裂的Telematics選項,如GPS導航系統、免提電話、信息娛樂系統、收音機系統等；另一方面,隨著越來越多的消費電子制造商扎堆汽車電子領域,在殘酷的惡性降價競爭環境面前,大型汽車OEM廠商如何提高產品的附加值及縮短開發周期是一個巨大的挑戰,張海偉說。
為了加快汽車電子系統融合所帶來的軟件開發挑戰,瑞薩科技幾年前就成立了為車載信息娛樂和Telematics產品市場提供集成化通信業務解決方案的COMET聯盟；在日本還成立了專門針對汽車導航等SH-Navi聯盟；在中國,瑞薩與中國汽車技術研究中心(CATARC)攜手合作開發了基于CAN總線的智能汽車網絡控制系統。
飛思卡爾為了加強針對汽車Telemtics的軟件開發,成立了由獨立軟件工具成套工具提供商組成的MobileGT聯盟,其組成成員包括:飛思卡爾、摩托羅拉、IBM、QNX軟件系統、風河、Green Hills軟件以及Engenuity Technologies的虛擬原型部分等。Magney表示,汽車電子OEM只要向MobileGT聯盟提供詳細的功能列表,就可以比較少的開發努力獲得集成的軟件模塊構成的軟件包。因此,特別值得關注。
Microchip的全球汽車市場總監Willie Fitzgerald指出,在選擇方案的過程中,除了芯片之外,開發支持工具是幫助汽車設計工程師克服開發周期期間所面臨的各種各樣挑戰的關鍵要素。為了支持汽車設計工程師有效地工作,需要像除錯工具、編程器、編譯器、軟件庫、技術文件、應用筆記、評估/演示板和參考設計這樣的支持工具。
對于Telematics的發展,啟明信息公司副總經理吳建會表示,目前Telematics行業全世界每年都有幾千億美元的銷售規模,因此,是值得關注的重要發展方向。瑞圖萬方總裁王耿毅就舉例說,2007年中國已經要求所有危險品運輸必備Telematics信息通信系統,這無疑將為中國Telematics市場注入發展動力。
圖2:車載導航與信息娛樂系統發展的方向和驅動力。
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多維定位技術助力GPS導航精度提升
目前,用于信息娛樂系統的傳感器市場呈現了往GPS導航應用一邊倒的趨勢。汽車廠商對導航傳感器的要求主要有三點:功能越來越強、操作越來越簡單以及價格越來越低。而對于傳感器廠商來說,定位精度則是其爭奪市場的關鍵性能,因此,多維定位技術漸漸成熟起來。
例如,霍尼韋爾(Honeywell)公司與德思達(香港)有限公司近日聯合發布了一個“七合一”(三軸方向+三軸姿態+高度)的多功能傳感器模塊HCS01。該模塊包括一個三軸加速度傳感器、一個氣壓傳感器、兩個磁阻傳感器(分別為Z軸和XY軸)以及內置ASIC數字補償芯片和EEPROM存儲器,全數字量輸出,封裝尺寸僅為6.5×6.5×,并具有外掛濕度電阻接口。霍尼韋爾(中國)有限公司傳感器與控制業務部經理方均指出:“HSC01高度集成,體積小,功能強大。運用我們提供的軟件,這款產品應用起來簡單方便,打個比方,與以前的應用方式相比,就如同Windows代替DOS操作系統一樣。”
博世傳感器(Bosch Sensortec)與Nemerix也于近日共同開發出結合GPS傳感器與氣壓傳感器來判斷行駛車輛所在位置高度的傳感器“SMD500”。通過將氣壓檢測數據和GPS測得的低分辨率的高度數據相結合,能夠檢測出鉛直距離相隔10m以上的其他道路上的車輛位置。由于能夠準確地檢測出車輛高度,在三葉草型的高速道路以及道路上下層疊的地方,該產品能準確、及時地提供出口信息及道路變更信息。
無線/有線連接和系統集成創新是需求熱點
NXP公司認為,隨著多種娛樂和信息設備(包括MP3、蜂窩電話、便攜式視頻播放機、移動導航系統)在汽車中的普及應用,將需要一種Wireless USB把這些設備連接起來,預計這種無線USB將在2007年底實現量產。NXP公司還提出了一種與配備NFC和導航功能的蜂窩電話配套的“連接鑰匙”新概念,利用車載導航系統提供的信息,可以用于在停車場尋找汽車。
NXP公司戰略和業務開發副總裁Kurt Sievers表示,公司計劃在2010年推出一種構建在專有SoC周圍的平臺方案,將把GSM或3G數據無線電鏈路與安全芯片組合起來,這種通過CAN總線連接到電子地圖的設備,能夠把定位數據發送給Telematics解決方案提供商以及其它服務提供商,其應用包括即時緊急呼叫系統、車隊管理系統、或被盜車輛跟蹤系統。
SiGe半導體公司負責GNSS解決方案的產品市場經理Malcolm Lomer表示,可配置軟件基帶處理的技術有望把Galileo/GPS的價格降低了50%以上,最終使芯片達到“1美元價格點”,與此同時,兼顧藍牙、Wi-Fi在汽車電子設備中的應用。
在有線連接方面,Strategy Analytics預測,到2012年全球將有1,360萬臺語音控制的多媒體信息娛樂系統交付使用。在此,就涉及解決不同的音頻、視頻和連接性應用的組合問題,為此,NXP公司推出了一款Trimedia DSP芯片,其技術支持對i-Pod的連接。NXP公司負責汽車娛樂解決方案的市場和戰略總監Torsten Lehmann表示,Trimedia DSP為設計工程師提供了一種把娛樂、信息和服務無縫地集成起來的解決方案。
此外,手持個人導航設備(PND)如何與車載駕駛員輔助信息系統融合一直是行業所探索的課題。Alpine和富士通公司認為,把車載視聽系統與PND相結合,構成“可拆卸PND的車載視聽系統”有望成為未來汽車的標準配置。整個系統類似就是一個以導航及信息娛樂為中心的駕駛員輔助信息系統,其中,就要提出了對PND與視聽系統接口的需求,這對汽車半導體廠商來說是一個機會。
PND領域的競爭焦點之一是如何提高PND的定位精度。Alpine和富士通公司認為,通過在PND中增加氣壓傳感器和加速度傳感器,可以在隧道、地下通道、大樓之間等GPS信號接收不穩定的場所,修正汽車位置并指示道路信息。與此同時,通過獲取車速脈沖信號,從而提高汽車本身的定位精度。
本文小結
正如遠峰國際有限公司高級技術市場經理崔幼?Z博士所說,汽車前裝的導航和信息娛樂產品在未來將趨于融合,更多的娛樂、信息、通信功能,如數字電視、多媒體播放器、辦公系統、車載電話和網絡等,將被集成在一起,這種多功能一體機將成為中高端汽車的標準配置。在后裝市場,車載的多功能一體機和便攜式導航、信息娛樂產品將給用戶提供更多的選擇。
特約撰稿人:周智勇
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