近年來使用汽車代步的人越來越多,但同時汽車也在無形中成為人類健康的“隱形殺手”。由于汽車發動機燃燒汽油而向外排放的尾氣中含有大量的一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、細微顆粒物以及硫化物等污染物,這些有害氣體擴散到空氣中直接污染城市環境危害人類健康,還會進一步擴散到大氣中經過化學反應生成二次污染物,對環境造成更不利的影響,特別是城市中空氣的污染尤為嚴重,使城市的空氣質量越來越差。近些年隨著人們環保意識的增加和生態環境的持續惡化,各國政府不得不重視汽車尾氣排放的污染問題,同時半導體廠商也致力于開發新的節能技術及產品。
電子系統使汽車節能大大提升
半導體在提高燃油經濟、減少排放、提高安全和保持最低總成本方面起到非常重要的作用。首先在發動機方面發揮高精度控制的優勢,發動機約占整車15%的成本,電子控制燃油噴射系統約占發動機成本的1/5,電子器件對汽車性能起到重要的支撐作用。
機械式噴油泵技術因燃燒汽油不完全而被市場淘汰,電控燃油噴射系統可有效改善燃油效率已全面取代機械式燃油泵的市場地位。傳統的兩沖程發動機中,30~40%的燃油沒有燃燒就直接排放到廢氣中。而采用電子燃油噴射的車輛可以減少大約75%的一氧化碳排放和大約90%的碳氫化物排放,并且可以減少35%燃油使用量。
節能議題促進車用MCU性能指標上升
劉魯偉:隨著日趨嚴格的排放標準實施,更多32位處理器被應用到動力總成系統領域
此前,英飛凌科技(中國)有限公司汽車電子業務部總監劉魯偉分析MCU的性能將朝高運算力、低能耗以及安全可靠方面繼續提升。MCU控制任務加重之后,單純提高芯片的工作頻率已經不能滿足這一需求,所以今后將進入雙核甚至多核;其次,為節省能源消耗,因而引入更多的MCU并不能加重系統能源的負擔,MCU節能的指標就是每瓦功率能實現的運算能力;由于汽車系統復雜度大大增加之后,片內閃存和RAM的需求在不斷增加,預計帶有RAM和閃存的MCU在車載領域進一步擴大應用比例;另外由于系統復雜度的提升,MCU數量大為增加之后,對于芯片的安全性、可靠性和保密性都有很高要求。
此前,Atmel ASIC和ARM基礎微控制器傳訊經理Peter Bishop觀察到,汽車行業通過采用電子控制單元(ECU)管理內燃機的運作方式,來最大限度地減少燃料消耗。但是主要挑戰在于車輛系統日益復雜而MCU在滿足系統性能的同時,必須自身能耗最小化。
車輛電子控制需求的增加將大大促進輸入輸出端口、存儲和計算的能力提升以滿足動力總成、安全、底盤等復雜子系統的控制,車輛電子化控制的趨勢將進一步刺激32位MCU在汽車領域的應用。根據上述趨勢,偉世通亞太區電子產品研發總監Matt Cole預測,“汽車電子將繼續朝高集成度方向發展,因為汽車需要的ECU越來越多,集成化是降低價格和復雜度的唯一途徑。”
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