《電子技術(shù)應(yīng)用》
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ROHM集團(tuán)面向汽車電源領(lǐng)域的行動(dòng)

2017-06-20
關(guān)鍵詞: ROHM ADAS 電源LSI CSV

1.背景

汽車行業(yè)的全自動(dòng)駕駛技術(shù),,已經(jīng)取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展,。

僅從日本市場(chǎng)看,,在新車中,,不僅高級(jí)轎車甚至連普通轎車和微型轎車均已搭載自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)等ADAS(Advanced driver assistance system,高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))功能,其市場(chǎng)認(rèn)知度也非常高,,已經(jīng)越來越成為人們熟悉的概念,。ROHM也擁有并供應(yīng)以電源LSI為中心的ADAS用產(chǎn)品,。(圖1)

但是,,實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛尚需要眾多技術(shù)革新,。本文就其中一個(gè)重要元素--智能網(wǎng)聯(lián)汽車,特別是對(duì)汽車的無線通信方面進(jìn)行介紹,。

通過回顧汽車?yán)脽o線技術(shù)與眾多事物之間連接的歷程,,來預(yù)測(cè)未來可能的發(fā)展趨勢(shì)。

同時(shí),,從兩個(gè)角度(是因追求舒適性還是因法律法規(guī)強(qiáng)制規(guī)定)分析每種功能的引入原因與現(xiàn)狀,。

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圖1:車載的主要領(lǐng)域--ADAS

2.以往的智能網(wǎng)聯(lián)(車內(nèi)通信)

以往的車內(nèi)搭載了各種無線功能,。

為提高舒適性搭載了智能鑰匙和FM發(fā)射器,。

最近,汽車導(dǎo)航和汽車音響系統(tǒng)搭載了無線LAN和BlueTooth,,通過與智能手機(jī)連接,,可在車內(nèi)享受互聯(lián)網(wǎng)上的內(nèi)容。

另一方面,,雖然嚴(yán)密地說并非車廂內(nèi),,因法規(guī)要求而搭載的有TPMS(Tire Pressure Monitoring System,胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng))這是當(dāng)輪胎的氣壓減少時(shí)通知駕駛員的功能,,美國(guó)立法強(qiáng)制安裝后,,歐洲、韓國(guó)也相繼實(shí)施,。

這是汽車行業(yè)首個(gè)法律法規(guī)與無線通信相結(jié)合的例子,。

引入當(dāng)初是直接監(jiān)測(cè)4個(gè)輪胎內(nèi)的氣壓,通過無線來傳輸信息。如今,,為了進(jìn)一步降低成本,,還有間接監(jiān)測(cè)型,有通過檢查車體平衡來確認(rèn)氣壓的方式,。但是,,這種方式也存在一些缺點(diǎn),比如當(dāng)多個(gè)輪胎的氣壓都很低時(shí),、未達(dá)到一定速度時(shí)無法檢測(cè)出問題來,。(尤其是停車時(shí)無法監(jiān)測(cè)的重大缺點(diǎn))

不管怎么說,用某種方法監(jiān)測(cè)輪胎氣壓的功能已經(jīng)是美國(guó),、歐洲,、韓國(guó)新車必須具備的功能。

3.以往的智能網(wǎng)聯(lián)(與車外通信)

以往的汽車搭載了ETC,、VICS(圖2),、TV及GPS等以基本接收功能為前提的通信功能。這些功能使得駕駛?cè)藛T和乘坐人員能夠獲得更佳的舒適體驗(yàn),。

ROHM集團(tuán)旗下的藍(lán)碧石半導(dǎo)體開發(fā)出ETC,、VICS及TV的數(shù)字廣播接收用LSI,已在市場(chǎng)獲得廣泛應(yīng)用,。

另外,,ROHM還供應(yīng)這些設(shè)備所需的外圍元器件,如電源LSI,、汎用LSI,、分立元器件、無源元件等,,非常有助于相關(guān)功能穩(wěn)定運(yùn)行,。

隨著相關(guān)法規(guī)的健全,為提升安全性能而引入的功能還有智能網(wǎng)聯(lián),。

這就是從今年1月起在俄羅斯啟動(dòng)的ERA-Glonass (被稱為“俄版eCall”),。該功能在事故發(fā)生時(shí),與安全氣囊聯(lián)動(dòng),,利用通信功能將急救信息和位置信息告知緊急救援機(jī)構(gòu)(相當(dāng)于日本消防署的機(jī)構(gòu)),,可縮短救護(hù)車到達(dá)時(shí)間。歐洲計(jì)劃從2018年4月起也引進(jìn)該功能,,要求新車必須配備該功能,。通過搭載該功能,尤其可預(yù)防在寒冷地區(qū)發(fā)生事故的次生災(zāi)害(因事故導(dǎo)致汽車制熱功能失靈時(shí)的凍傷等),。

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圖2:VICS用LSI方框圖

4.未來的智能網(wǎng)聯(lián)

被稱為“V2X”(Vehicle to Everything)的車輛與眾多事物之間的通信將成為未來的主題,。(圖3)

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圖3:V2X是什么

也可以說是近期的熱門話題物聯(lián)網(wǎng)(IoT:Internet of Things)的汽車版—車聯(lián)網(wǎng),。

這將帶來“汽車行業(yè)與通信行業(yè)聯(lián)手”的史無前例的重大變化。

基礎(chǔ)技術(shù)從約10年前開始,,通過被稱為“DRC(Dedicated Short Range Communication)”的通信方式,,以汽車行業(yè)與交通基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)為中心在世界各地進(jìn)行了車車間和路車間通信的實(shí)證試驗(yàn)。

當(dāng)初是為了消除交通事故,、提高安全性而計(jì)劃搭載的各種功能,。

車車通信例:在視角不佳的路口,雙方車輛可以知道車輛從哪里來,。

路車通信例:傳遞信號(hào)變化,,督促減速。

為實(shí)現(xiàn)全球通用,,通信標(biāo)準(zhǔn)也制定了以無線LAN(Wi-Fi)為基準(zhǔn)的DSRC專用的“IEEE802.11p”標(biāo)準(zhǔn),。

本來2016年年末美國(guó)已經(jīng)制定相關(guān)法規(guī),計(jì)劃要求新車有安裝該功能的義務(wù),。

導(dǎo)致延期的背景原因不一而足,,一般認(rèn)為是自動(dòng)駕駛進(jìn)程發(fā)展迅猛,這種通信與自動(dòng)駕駛之間的關(guān)聯(lián)性過于密切,。另外,,對(duì)于最近成為問題的黑客攻擊的防守較弱,相關(guān)對(duì)策尚未趕上也是原因之一,。

的確,,用于自動(dòng)駕駛的傳感器有被稱為“ADAS(Advanced Driving Assistance System)”的CMOS傳感器以及毫米波、激光,、超聲波傳感器等很多種,,要想實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛,需要盡量多的信息源,,很明顯,,車車間和路車間的信息也是非常重要的信息源之一。

另外,,對(duì)汽車通信的黑客攻擊如果不具備堅(jiān)固的防御功能,,與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)密切相關(guān)的全自動(dòng)駕駛可能會(huì)引發(fā)致命事故,。

基于這些原因,,V2X尚未投入使用。

汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛的進(jìn)程日益加速,,其核心技術(shù)是ADAS(Advanced Driver Assistance System,,高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng))和AI(Artificial Intelligence,人工智能),。ADAS,、特別是AI需要借助V2X的信息來完善,。

例如發(fā)生交通事故時(shí),如果能實(shí)時(shí)從事故車輛獲取事故發(fā)生前最近的視頻,、事故車輛與周邊基礎(chǔ)設(shè)施之間的路車間信息,、與事故車輛周邊的車輛之間的車車間信息、ADAS相關(guān)設(shè)備的信息等,,至少可以在全世界信息共享,,引起人們對(duì)事故的警惕。而且這些信息將成為AI的寶貴信息來源,,如果能用于制定對(duì)策,、擴(kuò)大應(yīng)用到所有車輛,則有助于實(shí)現(xiàn)安全的全自動(dòng)駕駛,。

ROHM擁有非常適用于V2X的各種電源LSI,。
車載級(jí)開關(guān)電源“BD9SXXX-C系列”擁有0.6A-6.0A的2mm見方、3mm見方,、4mm見方產(chǎn)品,,非常適合制作V2X用的小型模塊。(圖4)

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圖4:次級(jí)開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)品陣容

其重要特征是支持車載用所必須的高溫工作(工作溫度-40-125℃),,實(shí)現(xiàn)避開AM波段的開關(guān)頻率2MHz,,有助于外圍元器件的線圈和電容的小型化。

另外,,為支持更多電源,,ROHM還準(zhǔn)備了多種車載級(jí)LDO。特別是非常適用于模塊的超小型1mm見方“BUXXJA2MNUX-C系列”,,(圖5)可滿足不同電源結(jié)構(gòu)的要求,。

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圖5:車載級(jí)LDO“BUxxJA2MNVX-C 系列”

為了對(duì)未來可能大量導(dǎo)入智能網(wǎng)聯(lián)汽車的無線相關(guān)產(chǎn)品,提供從電源LSI到分立產(chǎn)品的豐富多彩的解決方案,,ROHM計(jì)劃加入5GAA(Automotive Association,,汽車協(xié)會(huì))。該協(xié)會(huì)是旨在制定“Celluler-V2X”標(biāo)準(zhǔn),,并在全球推廣的通信行業(yè)與汽車行業(yè)首次聯(lián)手的團(tuán)體,。這是旨在一起推動(dòng)通信行業(yè)推廣5G、汽車行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛目標(biāo)的團(tuán)體,,于去年9月正式成立,。(圖6)

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圖6:5GAA (Automotive Association)

ROHM希望加入該團(tuán)體,助力實(shí)現(xiàn)CSV提倡的三大ECO(Eco Earth, Eco Energy, Eco Life),。具體地說,,就是面向未來可能大量生產(chǎn)的車輛自動(dòng)駕駛相關(guān)產(chǎn)品和5G通信相關(guān)產(chǎn)品,供應(yīng)集成制造技術(shù)與電路技術(shù)優(yōu)勢(shì)的的小型產(chǎn)品和高效產(chǎn)品,,從而助力實(shí)現(xiàn)ECO,。

而要推進(jìn)通信功能和自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展,,電子電路會(huì)增加,對(duì)節(jié)能化,、小型化的要求也越來越高,。

下面簡(jiǎn)單介紹一下為此而開發(fā)的兩種電源領(lǐng)先技術(shù)。

第一種是Nano Pulse Control?,。這種技術(shù)是在開關(guān)電源中可生成極窄脈沖(50ns以下)的技術(shù),。與以往100ns左右的脈沖相比大幅收窄,因而可實(shí)現(xiàn)更高頻率,,有助于占電源部大半體積的線圈和電容實(shí)現(xiàn)最小化,。因此是可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品小型化的電路技術(shù)。

第二種是Nano Energy? ,。這種技術(shù)是將電路電流降低到極限,,使電源特性穩(wěn)定的電路技術(shù)。通過將該技術(shù)應(yīng)用到各種電源產(chǎn)品來實(shí)現(xiàn)低功耗,,創(chuàng)造以低待機(jī)功耗提供高效電源,、縮短啟動(dòng)時(shí)間、不消耗多余電力的產(chǎn)品,。

雖然Celluer-V2X的引入時(shí)間尚未明確,,但ROHM為了能夠在未來迅速及時(shí)地提供最佳產(chǎn)品而積極推動(dòng)相關(guān)開發(fā),力爭(zhēng)從引入初期階段開始就能貢獻(xiàn)自己的一份力量,。


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