今天,汽車電子領域在好幾個方面呈現出持續增長的勢頭;其中包括汽車型款的推陳出新、車型的平均壽命逐漸縮短,以及換車的原因并非出于性能下降,而是因為消費者的喜好。 其它加促了汽車電子發展的原因,還有:技術 - 隨著半導體技術進步,元件的成本得以下降;市場競爭-汽車制造商越來越多地將電子器件作為其競爭的優勢或武器;性能-電子產品可用來優化汽油消耗和提高引擎性能;法規要求–法例規定在點火器和引擎控制系統中使用的電子器件必須有助于減少排放;安全性-安全功能如氣囊、ABS系統及應急呼叫系統等現已成為開拓市場的工具。 技術選擇 汽車工程師傳統以來一直依賴于微控制器(MCU)和定制ASIC產品來實現和控制汽車上的電子系統,以及擴展每一代汽車電子的功能。但隨著部件數目越來越多、產品快速推出市場的壓力越來越大,以及對性能的要求越來越高,迫使工程師需要找尋另外的技術,如低成本、少功耗及高可靠性的FPGA。 與MCU相比,FPGA為汽車設計人員提供更高的性能和更多的功能 (如I/O、可編程邏輯等)。類似地,與ASIC產品相比,FPGA提供更低的成本和更高的靈活性。與ASIC不同,一旦完成了詳細的資格認證程序,FPGA還能用于多種程序或項目中,協助設計人員爭取與汽車資格認證相關最多的時間和資源運用;谶@些及其它各種原因,Gartner Dataquest市場研究公司的分析專家認為FPGA將是汽車電子產業中增長最快的半導體環節,到2007年的年復合增長率超過70%。 設計人員已意識到采用指定的FPGA比ASIC享有更正面的優勢。例如,使用FPGA的設計人員可以在設計完成后進行更改。事實上,已經投入使用的產品也可以進行升級,并且不會導致嚴重的資格認證問題。在產品開發周期壓力越來越大的市場環境下,廠家都不愿意冒風險,因此FPGA是很理想的解決方案。 Actel的目標解決方案 Actel FPGA背后獲公認的技術能夠針對世界上最惡劣的環境,實現要求最嚴格的高可靠性應用。作為軍品和航天市場知名的供應商,Actel現可為集成汽車系統設計人員帶來高可靠性的FPGA產品。Actel的FPGA能為那些要求高可靠性、固件錯誤免疫力、低功耗、高結溫、單芯片、低成本及高設計安全性 (防設計篡改) 的汽車應用系統提供最佳的解決方案。Actel備有廣泛的封裝品種,包括芯片級封裝 (CSP)、精密FBGA封裝及其它封裝器件,能夠將更多的邏輯封裝在更小的器件中,從而減少器件的占位空間、提高效率和降低成本。 Actel目前已開發出豐富的FPGA解決方案,包括以下系列的特選器件:以Flash為基礎的ProASIC Plus及以反熔絲為基礎的eX、SX-A和MX系列。Actel還在汽車市場推出以Flash為基礎的ProASIC3 及最新的Fusion PSC (可編程系統芯片)。Actel并同時提供廣泛系列的IP以支持大多數汽車標準。 Actel的汽車電子解決方案非常適用于實現車載信息通訊系統、信息娛樂系統和各種車體控制功能,以及引擎倉內的驅動控制和安全系統。典型的應用包括音視頻、多媒體、導航、安全系統管理、引擎控制、汽車診斷和監視系統,以及緊急響應總臺。由于Actel所有FPGA都采用單芯片技術,因此特別適合于各種汽車子系統之間靈活的互連。Actel的汽車電子解決方案具備卓越的可靠性和一致的性能,是實現系統內部以及延伸到車轎和引擎罩下的點對點連接的最理想方案。 Actel FPGA為汽車市場帶來優勢 汽車市場一直都很注重電子器件的可靠性、成本及知識產權(IP)安全性。Actel在這些領域具有市場領先的優勢,并且一直與主要的汽車系統設計公司合作,充分發揮這方面的優勢。 可靠性 市場對高可靠性部件的需求是確保當今汽車系統各個功能都操作正常的關鍵。盡管該領域已有顯著的進步,但仍然存在許多工程上的權衡問題未有深入了解,這些都應列入先進數字電路的選擇考慮中。在選擇FPGA時,對其根基技術作出評估非常重要,因為器件的技術根基對于汽車應用中FPGA的可靠性和適應性影響重大。 例如,以 Flash和反熔絲為基礎的非揮發性FPGA就比以SRAM為基礎的FPGA有兩大根本性的質量優勢。前者的功耗非常低,有助于減少以SRAM為基礎FPGA器件的電子漂移和熱散引起的可靠性問題。此外,SRAM FPGA器件的功耗和熱散大,會大幅縮短亞微米級半導體器件的壽命。 非揮發性FPGA也不會出現因中子和阿爾法離子誘發的 SRAM擾亂問題,即固件錯誤。這些擾亂會導致FIT故障率 (109小時內出現的失效次數),而這個量級的故障率已超出業界的規范標準。如果能夠使用像Actel 這樣以提供任務關鍵產品見稱的FPGA供貨商的器件,其優勢當然不言而喻,Actel且已致力于保證器件在極端環境條件下運行的高性能和高可靠性。 安全性 隨著汽車電子越來越復雜,以及FPGA的使用越來越廣泛,FPGA的設計價值也越來越高。盜取知識產權 (IP) 和篡改FPGA設計已對汽車產業構成了重大的威脅。正當SRAM FPGA一般被認為很容易被篡改,所需的專業技術和設備要求也很低時,非揮發性FPGA (如由Actel提供) 卻甚至比它們想要取代的ASIC技術更加安全、抵御力更強。設計篡改可能包括更改引擎控制設置,這會對汽車的安全性及保修構成嚴重的后果。因此,設計人員在選擇FPGA時應考慮器件對整體系統成本的影響,同時又能提供更高的整體設計安全性。 與此同時,如果車載信息通信系統要被用作面向某種付費服務 (如衛星無線電和定位服務) 的經授權裝置,那么這個系統也極可能受到攻擊,而這也是系統設計人員特別擔心的問題。管理網關訪問控制和用戶身份認證的系統一旦在簽權功能上失效,將成為昂貴的衛星網絡或其它成本不菲的無線通信基礎設施的一個巨大漏洞。這是高智能黑客攻擊低價器件而導致通信網絡簽權失守的情況。更重要的是,那些以付費服務作為收入來源的系統將徹底失效,導致收入損失,甚至最終企業倒閉。 結論 技術的進步、法規的制定和消費電子產品需求的增加不斷推動汽車電子市場發展。面向汽車半導體的高增長應用領域包括汽車安全系統 (如安全氣囊、定速巡航控制、防碰撞和防死鎖剎車系統) 和駕駛臺電子設備 (如娛樂系統、信息通訊系統、儀表和付費服務系統)。由于汽車市場一向都很注重電子器件的可靠性、成本和安全性問題,因此目前已開始認識到非揮發性FPGA技術所帶來的優勢。 Actel擁有豐富的以Flash和反熔絲為基礎的FPGA產品,能為那些要求高可靠性、固件錯誤免疫力、低功耗、高結溫、單芯片、低成本及高設計安全性的汽車應用系統提供最佳的解決方案。Actel 的汽車電子解決方案具備卓越的可靠性和一致的性能,使其成為汽車內外應用的理想器件,包括車載信息通信系統、信息娛樂系統、車體控制功能、引擎罩下的驅動控制、導航、引擎診斷系統、緊急響應總臺及其它等,以執行當中的操作、維護、監視及通信系統等功能。 其它資料 根據主要從事半導體及電子市行業市場調研的機構Databeans調查,電氣和電子元件占一般汽車總成本約20%。該公司估計一輛2004年生產的低價位汽車上有150到180 個電子元件,而現在生產的高價位汽車上則最少包含400個電子元件。 此外,Databeans還估計全球汽車半導體市場的規模目前已達155億美元,預測2006年將出現更多增長,使到市場規模接近174億美元。該公司并預計在預測期間的市場增長率平均為每年9%。 Databeans全球汽車半導體預測 Actel公司總裁兼首席執行官John East指出:“駕駛者對汽車安全性和便利性的日益關注,已逐漸增加電子器件在汽車上使用的比重,使到每部汽車采用的半導體數量也相應增多。對所有汽車產品來說,質量、可靠性和成本是最重要的因素,這包括了汽車應用中的半導體器件。我們對汽車電子市場所出現新的機遇感到非常興奮,因為Actel的非揮發性 FPGA正處于有利的位置,全面滿足這個市場的需要和需求! |