进入21世纪,
汽车电子的核心技术进入了以数字技术为基础的网络计算平台时代,简称数字汽车时代。
现代汽车的最大推动力是环保法规,如欧Ⅰ、欧Ⅱ、欧Ⅲ法规。我国2005年到2008年将推行欧Ⅲ排放标准,达到欧Ⅲ排放标准以上的发动机是以数字控制技术为核心的,这意味着未来2年到4年内,我国将进入数字汽车时代。
汽车网络化推动汽车业发展
汽车核心技术的发展历程从机械到电子化、到数字网络化,而汽车网络化标志着数字汽车时代的来临。如今CAN-BUS、LIN-BUS、J1939、CANopen、IDB1394、FlexRay等协议共存,每个标准的协议非常复杂庞大,涉及很多跨学科的知识,这也需要IT行业及半导体行业公司的加入,才能把汽车网络做好。如同Internet推动着IT行业的发展一样,汽车网络标准化也将推动汽车业快速向前发展。
汽车之所以需要网络,是为了提高汽车性能、减少线束。现代汽车需要更多的ECU(电子控制单元)与
传感器信息、计算能力的共享,这都需要减少线束,而CAN网络经过20多年的发展,已成为最广泛应用的网络标准。
CANopen以CAN2.0B为基础,可工作到1Mb/s。它融合各种网络标准精华,主从网络模式可做网络的安全监测;生产者/消费者(P/C)模式实现信息的交流,提高效率;客户机/服务器(C/S)模式实现对网络的更新与维护以及面向对象的设计功能。CANopen系统可配置(可重构)性强,可把汽车网络中的所有ECU看成是一个统一的计算平台。
CANopen是更先进的嵌入式网络计算平台,它适用于各种车型。我们要重点关注下一代汽车网络技术的发展,因为利用中国广大的市场,来支持中国自己参与制定新的汽车网络计算平台标准,可大大降低汽车的制造与维护成本,并在新一轮的竞争中获得主动。TCP/IP协议发展成GRID(网格),实现了超级网络计算平台,但CANopen加上New Profile,可实现汽车现有计算能力的共享,这是值得关注的。
数字汽车时代需要协同设计
在汽车电子设计方面,系统越来越复杂,因此系统厂商、软件厂商、芯片厂商通力合作非常重要。数字汽车时代与以往不同的是很多技术得到迁移与转变,以前的汽车仪表精度取决于传感器,但传感器精度不高、寿命不长,而数字汽车时代意味着不用传感器,而是应用网络协议;在故障诊断方面,未来汽车出现什么故障,没有网络协议解释,就不知道如何解决故障问题;这些技术提供给我们很多新的市场机会。
在实现方面,为提高可靠性,可在单芯片里把软件硬件化。数字汽车时代的一个特征就像手机,3个月就会有一个新产品推出,需要大量的可重构,可能来不及做ASIC,标准、协议就又变了,因此FPGA会得到更大的发展。过去,网络协议用C语言实现,现在用HDL语言写入内核,可靠性提高很多。过去产业分工较细,软件、硬件、设计分开,各做各的,而数字汽车时代需要协同设计,这是其面临的一个挑战。
通过论坛建立产业联盟
中国汽车电子业面临着几个难题:一是技术标准(国际标准)要花力气消化;二是核心技术如高性能的芯片设计制造能力要取得突破,这是有办法实现的;三是进入主流汽车配套体系的壁垒,这最为艰难。这一方面是我们做的工作不够;另一方面,国外公司故意设立壁垒。因此我们可以走通过论坛产生开放标准、建立产业联盟的形式来促进新技术快速进入市场。
最近成立的中国汽车网络计算平台论坛,主要方向是推进现代网络技术和计算技术在汽车中的应用,目的是为中国汽车信息产业在发展中更广泛地吸引相关领域的科学技术和工程技术成果,并为以企业为中心创立有中国特色的技术标准和标准应用联盟,提供交流与发表见解的平台,从而促进产学研合作,推动技术应用。可做的技术包括汽车网络多媒体、仪表故障诊断标准化、芯片开发等。同时,这也需要政府支持,产学研才能做好。