汽车子系统如何轻松实现互连?



汽车子系统如何轻松实现互连?

TI公司

过去，汽车信息娱乐系统主要采用5 V和3.3 V电压的电源进行供电，这是由于汽车系统中现成的12～14 V蓄电池可以将电压降至较低水平。而如今，若干的关键因素进一步趋动着车载信息娱乐系统、高级驾驶员辅助系统(ADAS)和集群系统在更低电压下运行的需求。

过去的十年中，移动和计算系统技术领域取得了迅猛的发展，从而使人们能够流畅运行多种音频和视频功能并且获得丰富的体验。消费者也逐渐希望能够在其汽车信息娱乐系统中实现同样的内容和功能。此前，汽车制造商往往通过带有蓝牙功能的单点触摸屏来实现这一需求，而如今则开始采用平板电脑大小的多触点显示屏。这种显示屏可支持网络接入、高清多媒体接口(HDMI)和USB接口等多重功能。

汽车一级制造商充分利用了为移动和计算技术而建立的电子基础设施，并将其应用于汽车信息娱乐系统和集群系统中。这些日益复杂的系统采用模块化设计，使OEM(原始设备制造商)能够根据汽车等级选配系统的各项功能。而要最大限度地发挥这些混合模式电压系统的功能，则需要使用电压电平转换器实现不同子系统的互连。

将3.3 V设备与之前的5 V系统进行对接时，主要存在两个方面的问题：3.3 V系统的VOH(输出高电压)无法满足5 V系统所需的VIH(输入高电压)阈值，而5 V系统的VOL(输出低电压)也无法满足3.3 V系统对VIL(输入低电压)的需求。在电压更低的系统中，VOH/VIH和VOL/VIL的不兼容性差异较小，这个问题往往不容易引起重视。设备在起初阶段似乎可以通信，但随后会由于VOL和VI之间的差异过小而停止通信。在类似汽车这样更大的温度范围内，阈值不匹配的问题将会进一步凸显。

图　1

要解决这一问题，工程师可以采用德州仪器(TI)汽车级电压电平转换器的全系列产品。SN74LVCxxT245-Q1、SN74AVCxxT245-Q1、TXB010x-Q1和TXS010x-Q1

系列都是解决电压失配问题的理想选择，系列名称中的“x”表示需转换的位数或通道数。根据不同的输出类型(推、挽或开漏)、负载状况和信号方向，可以选用适当的解决方案来将“电平位移”至所需的电压。

SN74LVCxxT245-Q1和SN74AVCxxT245-Q1系列非常适合用于连接多台设备或者负载更大的总线。这些设备可提供高达12 mA的电流，专门用于驱动高达15 pF的负载。同时，这也意味着主处理器需要控制设备的数据流。

TXB010x-Q1系列设备适用于混合电压/混合方向的总线应用。此类设备无需主处理器的干预便可即插即用，成为完全自主的解决方案。不过，由于其电流驱动能力相对较低，因此更加适用于点对点的总线应用。

与TXB010x-Q1系列颇为相似的是，TXS010x-Q1同样无需处理器干预，但其主要针对开漏应用(如I2C)或会出现外部上拉电压的复位/中断引脚。

Ambiq Micro极低功耗微控制器量产

Ambiq Micro宣布其Apollo 微控制器(MCU)已经向消费产品应用大批量供货。最近，业界标准EEMBC ULPBench基准测试中的多个实际应用显示Apollo MCU的功耗极低，创造了微控制器的历史。

Ambiq Micro Apollo MCU的特点是从闪存运行时的工作模式电流仅为34 μA/MHz等级，并且睡眠模式电流低于150 nA。这款器件建立在带浮点单元的ARM M4内核基础上，可以提供从64 KB至512 KB的一系列嵌入式闪存选项。Apollo MCU包括一个10位ADC，具有范围广泛的串行接口，并且可以提供BGA和WLCSP封装选项。

蓝牙技术将实现更长通信距离

蓝牙技术联盟(Bluetooth Special Interest Group，简称SIG)预先发布了2016年蓝牙技术路线图的重点项目，按照计划将聚焦于优化物联网(IoT)相关技术的功能性。重大更新将包括更长的通信距离，更快的传输速度以及Mesh联网功能。2016年，蓝牙技术的演进将进一步为包括智能家居、工业自动化、基于位置的服务和智能基础设施等高速增长行业注入更多动能。

蓝牙技术联盟面向成员公司推出的开发工具，如近期发布的Bluetooth Developer Studio软件开发套件和培训项目也将与时俱进，以确保为开发者提供强有力的支持，帮助他们了解并利用这些物联网新功能。同时，2016年蓝牙技术路线图中的更多功能和配置文件更新也将在近几个月内进行发表。

Altera面向Nios II嵌入式处理器推出功能安全锁步解决方案

Altera公司开始提供面向Nios II嵌入式处理器的Altera功能安全锁步解决方案，这一解决方案降低了设计周期风险，帮助系统设计人员简化工业和汽车安全应用的认证。Altera与功能安全领先供应商YOGITECH联合开发的锁步解决方案采用了Altera FPGA、SoC，认证工具流程，以及YOGITECH的知识产权(IP)内核。这一解决方案帮助客户在Altera FPGA中轻松实现SIL3安全设计，包括低成本Cyclone V FPGA和MAX 10 FPGA系列。

锁步解决方案采用了YOGITECH业界领先的fRSmartComp技术，为安全相关的集成电路提供宽诊断覆盖范围、自检查和高级诊断特性，并且完全符合功能安全标准IEC 61508和ISO 26262。fRSmartComp技术与Altera灵活的Nios II嵌入式处理器相结合，其诊断覆盖范围在99%以上，而且无需难以进行的Ad Hoc测试，从而加速了产品面市。

ST发布先进的32位安全微控制器

意法半导体(STMicroelectronics，简称ST)推出第三代基于32位ARM SecurCore SC300处理器的ST33安全微控制器。首款产品ST33J2M0安全微控制器的内部程序闪存容量为2 MB，几乎是市面现有安全微控制器的两倍，这使新产品成为安全微控制器市场上的新标杆。全部采用意法半导体的40 nm先进制造工艺以提高成本效益，新款安全微控制器拥有极强的运算性能及极快的加密处理器，再加上极快的时钟速度，新产品可大幅提高加密应用的执行速度。此外，新的硬件架构包括强大的多重容错保护机制(multiple fault-protection)，覆盖CPU、存储器及数据总线，有助于简化高安全性的软件开发。

最新推出的ST33系列可满足市场对安全微控制器应用日益增长的需求，包括嵌入式安全单元(eSE)、NFC专用单线协议(SWP, Single Wire Protocol)SIM卡，及嵌入式通用集成电路卡(UICC, Universal Integrated Circuit Card)。这些功能对保护多元化应用领域的支付交易至关重要，例如支付应用、物联网(IoT)和可穿戴式消费性电子产品、Industry 4.0工业自动化机器间的通信，以及车路通信、车间通信和车内通信应用等。

ST简化移动支付功能的设计

意法半导体(STMicroelectronics，简称ST)推出新款具有更高安全性的移动支付功能的新开发生态系统，使当下智能手机扮演的数字生活中心地位将会受到智能手表等穿戴式消费电子的挑战。

意法半导体新发布的开发生态系统有助于产品设计工程师，在穿戴式装置内集成对支付、购票、数字门禁及会员卡(loyalty-card)的支持功能，利用主微控制器和硬件安全单元提供强大的保护功能，以防御恶意程序攻击。

新生态系统为设计工程师提供了在STM32微控制器上开发移动支付应用所需的全部组件和工具，不仅可以从意法半导体的安全单元产品组合中选择适合的产品，也可以选择增加ams(奥地利微电子公司)的NFC天线信号增强技术。ams是一家高性能模拟芯片及传感器供应商，为开发人员提供适合穿戴式装置的超小尺寸NFC天线，意法半导体与ams于2015年初联合发布的移动支付参考设计成功地集成了超小天线。

Marvell推出面向互联设备和消耗品保护的最新可信验证组件

劣质产品，如设计拙劣的墨水和墨盒或危险的电池，给生产商和消费者造成了很多的问题。美满电子科技推出面向可信产品验证和消耗品管理的最新解决方案88PA810可信验证IC。88PA810为需要安全产品验证和使用跟踪的系统而设计，提供成熟、可信的防伪解决方案。88PA810集成了最先进的技术，以确保客户产品的质量、寿命和安全性，同时保护客户的品牌、信誉和收入。

88PA810还将为易受外部攻击的云连接智能物联设备提供保护。Marvell与Cryptography Research公司(现在的Rambus Cryptography Research Division公司)已经合作超过5年，以此为基础开发了Marvell第二代IC，该IC除了采用尖端防篡改和防逆向工程技术，还集成了CryptoFirewall安全解决方案。

Dialog智能蓝牙SoC应用于小米创新语音遥控器

Dialog半导体公司宣布其SmartBond DA14582蓝牙SoC(系统级芯片)成为小米公司全新的小米蓝牙语音遥控器的核心部件。小米公司在最近的小米电视3(60英寸智能电视)和OTT机顶盒发布会上推出了这款遥控器(RCU)。该语音遥控器可与电视和机顶盒一起使用，支持进行语音搜索和其他功能，包括网络浏览及体感游戏。它消除了对带有复杂控制和菜单的传统电视遥控器的需要，极大地改善了用户体验。该遥控器零售价为99元人民币。

该Dialog SoC集成了一个无线电收发器、运行于ARM Cortex-M0内核上的智能蓝牙基带处理器和模拟宽带音频编解码器。其高水平功能集成将小米遥控器的物料成本降到了最低。高性能编解码器的语音捕获延迟不超过50 ms，确保语音命令不会被截短，并且它可按照IMA ADPCM标准进行语音编码，从而在低带宽、低功耗无线链路上也能保持高音频质量。DA14582还支持小米遥控器使用的6轴传感器的运动传感功能。

MIPS CPU 持续挑战极限拓展高低端产品阵容

Imagination Technologies 宣布，随着MIPS Warrior CPU 以其日益丰富的产品组合与独特的技术蓝图渐获市场肯定，将为此产品线再添令人惊艳的新成员。更趋完备的高效MIPS CPU产品组合将能协助数量日益增加的授权客户，包括现有的以及新的客户，选择可充分满足其差异化特性组合、性能与业务目标的解决方案。

MIPS P6600 是 MIPS P 级系列产品的全新优化产品，它以 32 位 P5600 CPU 为基础，并为更高性能的下一代 64 位 MIPS 处理器奠定了基础。P6600 是最平衡的主流高性能CPU方案，能以最佳的面积效率实现功能强大的多核64位SoC。MIPS M6200 和 M6250 是 Imagination 广受欢迎的 MCU/MPU 用 M 级系列处理器最新成员，进一步扩展了 M 级产品蓝图，以瞄准需要更高性能与更大地址空间的高性能、深度嵌入式设计，包括有线/无线调制解调器、GPU 监管处理器、闪存和 SSD 控制器、封包处理、工业与马达控制以及先进的语音处理等。

赛普拉斯半导体公司推出5款基于ARM Cortex-M内核的微控制器产品，为其FM4 MCU系列新增3款高性能灵活MCU(S6E2C系列、S6E2G系列以及S6E2H系列)，并且为FM0+产品线新增2款高能效MCU(S6E1B系列和S6E1C系列)，进一步拓展了公司基于ARM内核的嵌入式处理器组合。

赛普拉斯拓展了其高性能FM4灵活MCU产品系列，推出3款基于ARM Cortex-M4的微控制器。FM4微控制器工作频率高达200 MHz，支持多组可用于电机控制、工厂自动化和家电应用的片上外设。该产品系列为工业4.0(即通过网络计算技术实现先进的设计和制造)提供所需的低延时、可靠的机器对机器(M2M)通信。

FM4产品线与赛普拉斯汽车用Traveo微控制器家族、PSoC可编程片上系统解决方案携手，扩展了赛普拉斯基于ARM内核的嵌入式处理器产品组合。

Atmel |SMART ARM Cortex MCU及AVR驱动TomTom Spark GPS健身手表

Atmel公司宣布，TomTom Spark GPS健身手表采用Atmel | SMART ARM Cortex-M7 MCU和TinyAVR44A MCU。此外，TomTom Spark通过Atmel的QTouch库软件控制8位TinyAVR MCU中的触控界面。使用这些超低功耗MCU组合，TomTom Spark在GPS模式下的电池续航时间可延长至10小时。

适用于Atmel|SMART MCU的经过认证之安全软件库

Atmel公司为其面向家用电器、工业及人机接口设备(HDI)应用的超低功耗Atmel | SMART ARM Cortex-M0+ MCU系列发布新的易用功能。Atmel致力为其日益扩展的产品组合增添新功能，并与HiTex和Pervasive Displays开展合作，发布了IEC 60730 B级安全标准和电子纸驱动程序等软件库，用以支持Atmel | SMART MCU。

内置外设触摸控制器的Atmel|SMART ARM Cortex-M0+MCU系列已在一线白色家电厂商的各类应用中得到广泛采用，为众多家电实现触控按钮、滚轮和滑块功能提供了理想选择。欧洲安全标准IEC 60730发布于2007年，最近作为一项家电安全标准在美国被要求强制执行。Hitex为Atmel | SMART MCU开发了一个IEC 60730 B级软件库，该软件库配备完善的文档，具备VDE认证，可从Hitex 的网站下载。

Microchip新型高性价比PICMCU可延长电池寿命

Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)宣布扩展其低功耗PIC单片机(MCU)产品组合。全新PIC24F “GB6”系列包括具备纠错码(ECC)的高达1 MB闪存和32 KB RAM，是Microchip旗下首批提供如此大存储容量的16位MCU器件。这些新器件还拥有具备实时更新功能的双分区闪存，可以装载两个独立的软件应用程序，使得一个分区在执行应用程序代码时另一个分区可以进行同步编程。结合了这些强大功能的PIC24F“GB6”系列器件非常适用于诸如工业、计算机、医疗/健身和便携式应用这类需要很长的电池使用寿命、要对数据进行传输和存储又无需外部存储器的应用，包括电能计量、HVAC控制、指纹扫描仪和游戏等。

PIC24F“GB6”系列MCU产品的工作电流低至190 μA/MHz，休眠模式下为3.2 μA。利用新产品的固件实时更新功能，设计人员可以通过一个可靠而安全的、又兼具成本效益的方法来更新他们的应用程序。

Microchip推出下一代蓝牙低功耗解决方案

Microchip TechnologyInc.(美国微芯科技公司)推出下一代蓝牙低功耗(LE)解决方案。IS1870和IS1871蓝牙LE RF IC以及BM70模块符合最新的蓝牙4.2标准，不仅扩展了Microchip现有的蓝牙产品组合，还通过了全球范围内的监管和蓝牙技术联盟(SIG)认证。这些新产品是物联网和蓝牙信标应用的理想之选，让设计人员能够轻松运用蓝牙低功耗连接的低功耗性和简洁性。

Microchip全新蓝牙低功耗器件均包含一个集成的蓝牙4.2固件协议栈。开发人员可以实现高达2.5倍的更快数据传输速度以及更高的连接安全性，并支持政府级(基于FIPS)的安全连接。数据将采用透明UART模式通过蓝牙链路进行收发，从而可轻松与任何处理器，或Microchip带有UART接口的数百种PIC单片机集成。此外，新模块还支持信标应用的独立“无主机”操作。

Silicon Labs的Gecko技术使ARM mbed OS更加节能

Silicon Labs(芯科科技有限公司)宣布基于ARM Cortex-M处理器的节能型EFM32 Gecko MCU产品组合现在已经广泛支持ARM mbed OS。Silicon Labs的Giant Gecko、Happy Gecko、Leopard Gecko和Wonder Gecko MCU运行mbed OS以及mbed电源管理应用编程接口(API)，为嵌入式开发人员构建电池供电、基于ARM的IoT连接设备提供最佳的能效、易用性和安全技术。

Silicon Labs已在ARM TechCon科技论坛的ARM mbed展区展示了支持mbed的开发平台。这些展示了包括Silicon Labs广受欢迎的方案，包括基于Cortex-M3的EFM32 Giant Gecko MCU、Bluetooth Smart技术和用于环境光和心率监测(HRM)的Si114x光学传感器，该开发平台演示如何轻松设计支持mbed OS、Bluetooth Smart连接和生物识别感应的节能型可连接设备。Silicon Labs是HRM应用中使用光学传感器的先驱，已经开发出特有的硬件和软件技术以在可穿戴设计中简化心率监测设计。

Silicon Labs小型8位微控制器展现高精度模拟性能

Silicon Labs(芯科科技有限公司)推出具有高模拟性能和外设集成度的新型8位微控制器(MCU)系列产品。新型EFM8LB1 Laser Bee MCU是Silicon LabsEFM8 MCU产品组合中的最新成员，它集成了高速模数转换器(ADC)、多数模转换器(DAC)、高精度温度传感器、两个比较器和一个支持高达64 KB闪存的72 MHz 8051内核。Laser Bee MCU在3 mm×3 mm QFN封装中集成了强大的模拟性能，非常适合空间受限、性能密集型应用，例如光模块、测试和测量仪器、工业控制设备和智能传感器等。

EFM8LB1 Laser Bee MCU系列产品非常适合高速、模拟密集型光收发器模块，其广泛应用于电信和数据通信领域。光模块应用需要可提供卓越模拟性能和高集成度的小尺寸MCU。EFM8LB1系列产品的高集成度模拟功能免除通常所需的片外模拟组件，可减少整体系统物料清单(BOM)成本和印刷电路板(PCB)面积，同时增强了系统性能。例如，Laser Bee MCU集成了多达4个12位DAC，免除了光模块通常所需的4个片外DAC器件。

(责任编辑：芦潇静)