汽車電子是車體汽車電子控制裝置和車載汽車電子控制裝置的總稱。車體汽車電子控制裝置，包括發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)和車身電子控制系統(tǒng)（車身電子ECU）。汽車電子最重要的作用是提高汽車的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和娛樂性。用傳感器、微處理器MPU、執(zhí)行器、數(shù)十甚至上百個(gè)電子元器件及其零部件組成的電控系統(tǒng)。

　　符合AUTOSAR和ISO26262標(biāo)準(zhǔn)的基于FPGA的ECU設(shè)計(jì)

　　2003年由多家汽車制造商共同制定的AUTOSAR標(biāo)準(zhǔn)旨在為分布于車輛中的ECU定義標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)軟件架構(gòu)。而ISO26262標(biāo)準(zhǔn)的目的則以功能安全性為中心，實(shí)質(zhì)上是以避免或檢測并處理故障為目的，從而減輕故障影響并防止出現(xiàn)對任何既有的系統(tǒng)安全目標(biāo)的違反行為。隨著全新的安全關(guān)鍵功能（比如駕駛員輔助或動態(tài)控制）的推出，功能安全性已經(jīng)成為汽車開發(fā)中的關(guān)鍵問題之一。ISO26262標(biāo)準(zhǔn)于2011年批準(zhǔn)生效，可為軟硬件的安全開發(fā)提供支持。

從MCU到應(yīng)用層的AUTOSAR分層模型

　　AUTOSAR和ISO26262標(biāo)準(zhǔn)主要從軟件開發(fā)的角度著眼，面向的是基于微控制器單元的計(jì)算平臺。雖然標(biāo)準(zhǔn)的MCU往往是汽車ECU硬件平臺的最佳選擇，但隨著新型FPGA成本的不斷降低，加上部分FPGA產(chǎn)品內(nèi)部集成有硬核處理器，使得FPGA器件也成為這個(gè)市場中值得廣泛應(yīng)用的理想解決方案。此外，汽車中不斷集成新的嵌入式功能的趨勢也提出了對并行計(jì)算架構(gòu)的需求。這在當(dāng)今的車載信息娛樂領(lǐng)域尤為明顯，在這種領(lǐng)域中高速數(shù)字信號處理正在敞開大門迎接FPGA技術(shù)。

　　電機(jī)驅(qū)動技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)例

　　電力電子技術(shù)的最新發(fā)展使變頻電機(jī)控制成為許多應(yīng)用的首選解決方案。使用變頻控制，在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)高于90%的典型系統(tǒng)效率。以典型的 400W發(fā)動機(jī)冷卻風(fēng)扇為例，在典型負(fù)載周期內(nèi)，采用電子控制器的功耗比電阻風(fēng)扇控制器少100W。節(jié)省的這100W功率相當(dāng)于每100km的燃料消耗量約減少0.1L。

　　采用PWM控制技術(shù)驅(qū)動電機(jī)所面臨的挑戰(zhàn)是要符合EMI要求。在20 kHz時(shí)，系統(tǒng)會在電池側(cè)產(chǎn)生噪聲。接通和關(guān)斷期間的電流斜率di/dt是EMI的主要來源。為了符合EMI要求，必須在電池和逆變器之間連接一個(gè)無源濾波器。這一濾波器通常由兩個(gè)大電容和一個(gè)電感組成。濾波器的成本是整個(gè)系統(tǒng)的一項(xiàng)重要成本。在使用MOSFET 的簡單系統(tǒng)中，減小di/dt 的唯一方法就是在柵極插入一個(gè)電阻器以減緩開關(guān)速度。這樣做會大大增加開關(guān)損耗，降低系統(tǒng)效率，并且需要加大散熱器的尺寸。在這樣的系統(tǒng)中，需要權(quán)衡 EMI濾波器和散熱器的尺寸。

　　車載接入技術(shù)

　　車載信息娛樂消費(fèi)者可能認(rèn)為車載網(wǎng)絡(luò)接入是一種新興的功能，僅僅意味著互聯(lián)網(wǎng)接入而已。我們的觀念也在迅速地更新。很少有人會認(rèn)為CAN通信是一種高科技術(shù)語，但在信息娛樂系統(tǒng)中，CAN及其它內(nèi)部連接協(xié)議（例如：MOST、以太網(wǎng)和USB等）構(gòu)成重要的骨干網(wǎng)絡(luò)，讓今天許多關(guān)鍵的車載功能得以實(shí)現(xiàn)。藍(lán)牙技術(shù)曾被定義為車載“無線”連接技術(shù)。現(xiàn)在，人們拓展了它的定義，讓其融入智能電話網(wǎng)絡(luò)共享、車載Wi-Fi接入點(diǎn)、車間通信、近場通信（NFC）等等。

　　過去10年，TI和QNX軟件系統(tǒng)有限公司密切協(xié)作，為我們帶來了許多具有創(chuàng)新性的車載信息娛樂連接解決方案。即使被今天車載里使用的一些系統(tǒng)所取代，但這些系統(tǒng)中的許多在當(dāng)時(shí)都是具有開創(chuàng)性的。本文將深入探討驅(qū)動這些系統(tǒng)發(fā)展的改進(jìn)和創(chuàng)新因素，并對其未來的發(fā)展進(jìn)行展望。不僅可以通過采用新型車載系統(tǒng)和車載電子組件來實(shí)現(xiàn)互動來實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新，通過一些“不那么吸引眼球”但卻至關(guān)重要的方法（例如：降低系統(tǒng)成本、體積和功耗等），同樣也可以實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。另外，我們還將從車載系統(tǒng)和外部設(shè)備兩方面討論接入技術(shù)。

　　車燈控制系統(tǒng)

　　現(xiàn)今車燈多半采用固定式設(shè)計(jì)，無法滿足汽車駕駛在不同車速與路況下所需的安全視野照明需求，因此研究單位開發(fā)出結(jié)合亮度、速度和距離等感測器，以及馬達(dá)控制和LED光源模組所打造的可調(diào)式車燈控制系統(tǒng)，期進(jìn)一步提升行車安全。

　　目前大眾經(jīng)常使用的車燈，多數(shù)沒有自動亮度調(diào)整與切換功能，因此本文提出結(jié)合光源調(diào)整機(jī)構(gòu)與自動控制概念的車燈光源系統(tǒng)。

　　此系統(tǒng)系用數(shù)顆單晶片組成分散式控制系統(tǒng)，其控制晶片分別檢測行車安全距離與自動調(diào)整行車光源投影，藉由亮度感測器檢測周圍環(huán)境光源亮度值。當(dāng)周圍亮度足夠，控制系統(tǒng)將會調(diào)整馬達(dá)使發(fā)光二極體（LED）發(fā)光源至透鏡焦點(diǎn)形成高亮度的投影；當(dāng)周圍亮度不足，馬達(dá)反向調(diào)整使LED發(fā)光源和透鏡距離縮小，投射出的LED光束角度呈較寬廣的投射面積，有效讓夜間使用交通具的駕駛快速掌握行駛路況。此外，本系統(tǒng)后方還設(shè)置距離檢測器，可以提醒駕駛后方的車距，以提升夜間駕駛安全。

　　射頻防盜系統(tǒng)

　　隨著RFID科技的發(fā)展，汽車防盜裝置日趨嚴(yán)密、完善和使用方便，汽車防盜的發(fā)展方向則向智能程度更高的芯片式和網(wǎng)絡(luò)式發(fā)展。基于射頻識別技術(shù)的汽車防盜系統(tǒng)屬于芯片式防盜系統(tǒng)，它是射頻技術(shù)的新應(yīng)用，具有無接觸，工作距離大，進(jìn)度高，信息搜集處理快捷及較好的環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)。

　　射頻防盜系統(tǒng)的原理十分簡單，在攜帶系統(tǒng)已授權(quán)“鑰匙”的情況下，當(dāng)車主試途進(jìn)入車內(nèi)的時(shí)候，只需拉動車門把手，系統(tǒng)便主動解鎖讓用戶進(jìn)入，此時(shí)車門會自動打開。這是由于當(dāng)用戶打開車門把手或后備廂開關(guān)時(shí)，會觸發(fā)汽車車門內(nèi)的傳感器裝置，使其發(fā)送含密碼信息的低頻信號，以檢測汽車外圍一定范圍內(nèi)是否有授權(quán)的鑰匙，這個(gè)檢測通常在汽車外圍的范圍內(nèi)有匙1.5~2.0m，當(dāng)“鑰匙”接收到該檢測信號后，會效相應(yīng)發(fā)送與該鑰匙相關(guān)的高頻加密信號，汽車接收到該密碼信號后核對，如果密碼有效，則車門或后備廂蓋的門鎖會自動開啟，整個(gè)過程持續(xù)時(shí)間很短，車主無感覺。當(dāng)車主進(jìn)入車內(nèi)后，按動發(fā)動機(jī)啟動按鈕，此時(shí)系統(tǒng)開始檢測司機(jī)駕駛位置上是否有授權(quán)鑰匙，如果檢測到授權(quán)要是的密碼與存儲與系統(tǒng)內(nèi)的密碼相同，此時(shí)則啟動汽車發(fā)動機(jī)。如果是在強(qiáng)行進(jìn)入的前提下，由于系統(tǒng)檢測不到授權(quán)的“鑰匙”，即使按下了啟動按鈕，汽車發(fā)動機(jī)也不會啟動，此時(shí)汽車處于保護(hù)狀態(tài)中，從而起到了汽車防盜的目的。

　　本文重點(diǎn)介紹一種基于ARM射頻識別防盜系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)，在硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，移植了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，使得系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)更加靈活。此系統(tǒng)能夠很好的克服市場上使用的電池遙控裝置的弱點(diǎn)，有效的達(dá)到汽車防盜的目的。