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ST勾勒智慧汽車藍圖與佈局

時間:2012-05-17 13:14來源:未知 作者:廖惠如 點擊:


ST汽車產品事業群車用資訊娛樂系統事業部總監Antonio Radaelli

今年國內舉辦的車用電子展邀請到汽車半導體領導廠商ST(STMicroelectronics)意法半導體)汽車產品事業群車用資訊娛樂系統事業部總監Antonio Radaelli來台進行開幕演講,此行, Radaelli為國內業界帶來ST對於智慧汽車的佈建的藍圖,甚具啟發性。

 
汽車電子愈趨重要
 
Radaelli指出,2011-2015年汽車市場有二大趨勢,一是以社會責任為動力的技術創新;二是以成本為導向的全球市場。技術創新旨在節能環保,拯救生命,為此帶動傳統引擎的革命,汽車電氣化且朝安全聯網的智慧型汽車發展。另一方面全新汽車概念驅動汽車及汽車電子市場快速發展,簡化設計,推助小型車,經濟型轎車興起,為加快產品上市,供應鏈也隨之全球化。
 
汽車電子在汽車當中的份量越來越吃重 ,從1980年代在3000萬輛車中電子元件只佔5%, 到2010年全球7000萬輛車中,已增加到30%,預計到2020年車用電子比重將達50%。在這麼高的比重下,半導體技術應用在車體上非常廣汎,但重心在於提高安全與節能來提升日常生活品質,例如應用在主動安全系統的CMOS照相攝影感測器,採用013微米BiCMOS RF製程的24/77GHz雷達感測器,40奈米CMOS視訊處理器。另外,應用55奈米e-Flash用於汽車微控制器,0.16微米BCD製程的智慧功率晶片用於安全,汽車動力系統,車身和底盤等等。

 
1839年第一輛電動車由R.Anderson開發出來,到1898年第一輛混合動力汽車由Porsche開發出來,經過百年後到1997年才有Toyota Prius商用混合動力車問世,這段大眾化之路還很長,不過前景卻是深具成長空間。 RADAELLI表示,電動車量產需要大規模的創新過程,包括價格低廉且電量持久的蓄電池,精簡且效能可靠的電子系統,還有充電基礎建設等。特別在節能技術上,馬達從液壓演進到電動勢不可擋,預計電動馬達市場在未來幾年將高速成長。從EPS電子車身穩定系統到微小的多風門驅動電路,汽車電子系統需要半導體廠商提供各種IC晶片以及控制演算法技術。機電系統已是未來汽車的標配技術。
 
針對機電系統,ST的優勢在於具有超級整合電路系統的專業技術VIPower+BCD+MOS領導地位。在電動車子系統上,由於在高壓元件,材料與封裝上的技術突破,讓ST得以提供主要技術的完整方案,涵蓋牽引逆變器,雙向DC/DC轉換器,鋰電池管理,混合動力控制器,插電式電動車充電器等。
 
智慧汽車的眼: 視覺駕駛輔助
 
近年,歐日美中等國相繼訂出零死亡率願景,為實現這個目標,做法是所有國家普及汽車被動安全系統,進階則裝載有主動駕駛輔助技術,並且提升每個流程的品質。汽車具有整合式安全功能,能針對各種路況自動感測、處理、行動,包括彎路警告功能,主動式頭燈系統,行人警示,車道偏離輔助預警系統,自動煞車,通訊與緊急救援等功能。
Radaelli表示,目前有大量的技術可以提高汽車安全性能,新安全產品的推出和應用主要取決於產業法規或經濟適用性。做為最大的車用半導體供應商之一,ST帶來各種先進的安全技術產品,提高乘客和行人的生命安全。ST在主動安全技術ADAS上的技術優勢如表所示。
關鍵技術
ST 技術優勢
產品範例
視訊處理
與全球領導廠商Mobileye合作開發
EyeQ1EyeQ2EyeQ3
視訊偵測
高動態範圍,高靈敏度處理技術
前端與環景顯示CMOS感測器
雷達處理
ASIL-D知識與嵌入式技術
Leopard微控制器
24/26GHz感測
全球首個量產SiGe元件
業界領導廠商採用的ASIC 晶片
77/79GHz感測
全球最高頻率的BiCMOS技術
收發器晶片組
  • Mobileye三次合作建立視覺駕駛輔助技術指標
值得一提的是,2011年底ST與先進視覺駕駛輔助系統供應商Mobileye宣佈合作開發第三代視覺駕駛輔助系統單晶片EyeQ3和EyeQ3-Lite將是此項合作的首款產品。ST與Mobileye自2005年起共同開發視覺駕駛輔助系統單晶片,目前已有多家汽車廠商採用第一代處理器EyeQ1,EyeQ1有助於大幅降低交通事故率,擁有車道偏離輔助預警系統(LDW)、主動轉向頭燈控制(AHC)、交通標誌辨識(TSR)、利用雷達攝影機實現的防碰撞功能以及前車防碰撞警示(FCW)等市場領先的功能。
 
在認知到行人是公共交通中最脆弱的一方後,ST與Mobileye聯手推出了第二代屢獲殊榮的單晶片處理器EyeQ2。以EyeQ1為基礎,EyeQ2將運算性能提高至6倍,使視訊處理器能夠將主動安全概念提升至一個全新的境界。根據美國高速公路交通安全局(NHTSA)的研究報告顯示,美國2009年汽機車與行人或自行車碰撞事故造成4,000人死亡,60,000人受傷。與上一代産品相比,除了整合更多的Mobileye雷達視訊功能外,EyeQ2還具有行人偵測功能,爲汽車廠商提供在城市道路尤爲適用的全自動緊急煞車功能選擇。新Volvo S60系列轎車已撘載EyeQ2;在未來預計將有多家汽車廠商推出搭載EyeQ2駕駛輔助系統的新車
 

 
透過EyeQ3合作研發專案,兩家公司期望在前一代産品基礎上研發性能更加強大的處理器架構,以滿足新一代先進汽車主動安全産品的需求。新一代處理器的處理性能在第二代基礎上再次提高至6倍,能夠進一步提高檢測分辨率,更好地辨識公路上的物體,並能夠驅動更多的安全功能。目前EyeQ3系統單晶片已在設計階段,預計於2013年內進行AEC-Q100應力測試。Mobileye和ST的EyeQ3已從全球多家原始設備製造商贏得多項設計,被用於全功能先進汽車視覺駕駛輔助系統。新品預計於2014年正式投入生産。
 
EyeQ3將可從環景顯示系統接收多路攝影機輸出訊號,並將整合在汽車周圍建立安全的保護罩所需的全部功能。EyeQ3處理器將整合四個多緒(multi-thread)MIPS32內核和四個 Mobileye的創新的新一代向量微程式碼處理器(Vector Microcode ProcessorVMP)內核,在一個專門爲視訊處理專門設計的架構內,這些處理器內核完美地平衡了任務控制和數據處理兩大功能。
 
除EyeQ3外,ST與Mobileye還計劃同時推出EyeQ3-Lite處理器。EyeQ3-Lite將沿用EyeQ3的內核架構,讓設計人員能夠精簡功能。
 
  • 3軸汽車陀螺儀讓汽車應用準確度更高
除了安全與節能外ST定義的智慧汽車還要具有資訊處理效能、乙太網路連結並強化定位導航系統GNSS等功能日前ST推出全球首款3軸汽車陀螺儀旨在於提高汽車應用的準確度和穩定性,包括儀錶板內建導航儀、遠端資訊處理系統和道路電子收費系統。
 
ST的汽車級陀螺儀能夠提供精確的測量結果,可大幅提升汽車導航儀和遠端資訊處理系統的航位推算(dead-reckoning)和/或地圖對照(map-matching)功能。在GSP衛星訊號很差的室內和高樓林立的區域,航位推算系統可彌補訊號消失的影響,代替衛星檢測物體的動作和高度。陀螺儀的精確測量資料還能提高地圖對照準確度。地圖對照是在數位地圖的道路網路上描述衛星或感測器觀測的用戶位置的動作軌跡的過程,地圖對照被用於各種導航定位系統,包括交通流量分析和車輛行駛方向。
 
透過一個檢測結構測量沿三個垂直軸的動作是ST的業界獨一無二的陀螺儀設計概念,可實現新的航位推算和地圖對照功能,能夠徹底解決三軸之間的訊號干擾問題,從而大幅提升測量準確度,具有出色的長時間和寬溫度範圍輸出穩定性。
 
STA3G4250D可測量最高+/-250dps(度/秒)的角速度。陀螺儀的片上介面把角速度資料轉換成16位元數位串流透過標準的SPII2C通訊協議,能安全可靠地傳送到一個專用微控制器。新產品提供兩個輸出針腳(中斷和資料準備)和4個使用者可選的輸出資料速度。這款產品擁有很強抗電磁干擾性能,可承擔最高10000g的撞擊。
 
這款汽車3軸數位陀螺儀的設計和製造採用了與ST目前出貨超過20億個的動作感測器相同的製程技術。ST擁有最先進的產品設計能力,8吋MEMS專用生產線具備大規模製造能力,先進設計結合龐大產能,這一業界獨有的雙重優勢使ST能夠滿足整個供應鏈的需求。
(責任編輯:jane)
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