目前，中國汽車業(yè)正在步入以智能化（ADAS & Autonomous）、網(wǎng)聯(lián)化（Connected）、電動化（Electrif icati on）和共享化（Shared services）為代表的“新四化”時代。IHS Markit的數(shù)據(jù)顯示，到2023年，汽車電子系統(tǒng)總額將高達1800億美元，平均每輛汽車會使用500美元以上的半導體器件，增幅最大的應用分別來自高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、動力系統(tǒng)（Powertrai n）和車載娛樂信息系統(tǒng)（Infotainment）。其中，ADAS以高達23.6%的增幅位列第一。

ADAS快速增長的原因，一方面源自汽車制造商正致力于提高汽車的安全性，不斷開發(fā)新技術以幫助減少道路事故并確保汽車內部連接的安全。過去幾年中，在高精度電子傳感器（激光器、雷達和攝像頭）、支持人工智能的高速多核片上系統(tǒng)（SoC）、高速車載網(wǎng)絡等技術的加持下，車輛ADAS主動安全系統(tǒng)實現(xiàn)了質的飛躍。
另一方面，包括中國在內的全球各地交通運輸監(jiān)管機構都在各自的安全規(guī)定和要求中提高了評測標準，所有車輛都必須遵守。這些都清晰的表明中國對ADAS主動安全功能的重視程度正在不斷提升。
“質的飛躍”的背后推手，離不開復雜的軟硬件處理能力，是它們在快速推動故障保護工程設計成為當今汽車行業(yè)最重要的標準之一。Microchip 等汽車半導體供應商一直致力于提供豐富的單片機 （MCU ）和汽車聯(lián)網(wǎng)解決方案，以滿足符合ISO-26262標準的汽車功能安全要求。激光雷達 和環(huán)視攝像頭兩個細分市場的應用就體現(xiàn)了上述趨勢。
讓激光雷達的“心跳”更穩(wěn)健
隨著智能化程度的不斷提高和無人駕駛360度無死角監(jiān)控的要求，汽車中傳感器數(shù)量正變得越來越多。根據(jù)Yole Développement的預測，用于自動駕駛車輛的傳感器將在未來15年內持續(xù)以51%的年復合成長率（CAGR）迅速成長。汽車攝像頭線路板廠當前圍繞自動駕駛發(fā)展的傳感器類型主要有三種：視覺攝像頭、毫米波雷達和激光雷達，三項技術各有優(yōu)勢，很難互相取代。
可靠性一直都是汽車制造商及電子系統(tǒng)供應商所關注的焦點。與毫米波雷達和攝像頭相比，具備高分辨率、遠距離和視角廣闊等特性，甚至能有效識別遠端路面上的石頭等非金屬物體的激光雷達，對于自動駕駛，尤其是L3到L5級高階自動駕駛，是非常必要的。而對于需要依賴精確時序的激光雷達，MEMS振蕩器 為其提供更穩(wěn)健“心跳”。
與傳統(tǒng)的石英振蕩器相比，MEMS振蕩器抗振動 能力提高了5倍，可靠性提高了20倍，抗沖擊能力更是提高了500倍，其還有一項突出的優(yōu)勢是能夠在極高溫度下保持其頻率穩(wěn)定性。此外，MEMS振蕩器還兼具小巧尺寸和堅固耐用的特性。
Microchip最近推出的DSA11x1和DSA11x5均為汽車級MEMS振蕩器和時鐘發(fā)生器 ，它們符合AEC-Q100標準，在-40°C至+125°C的溫度范圍內具備出色的頻率穩(wěn)定性（低至±20 ppm），可滿足汽車電子溫度等級grade 1的應用要求。
這些MEMS振蕩器的相位抖動均低于1 ps（典型值），工作頻率范圍為2.3 MHz至170 MHz，并且有2.5 mm x 2.0 mm、3.2 mm x 2.5 mm和5.0 mm x 3.2 mm三種符合行業(yè)標準的小巧尺寸可供選擇，厚度均為0.85 mm。
在這些全新推出的符合AEC-Q100 grade 1的MEMS振蕩器中，有業(yè)界首款雙輸出MEMS振蕩器，即DSA2311。這款振蕩器采用2.5 mm x 2.0 mm封裝，可替代電路板 上的兩個晶振 或其他振蕩器。該器件的兩個同步CMOS輸出的范圍均為2.3 MHz至170 MHz。這不但能夠節(jié)省PCB 空間，而且還能降低采購、庫存和安裝成本，并最終提高產(chǎn)品集成度。
汽車連接的未來
環(huán)視攝像機系統(tǒng)是當前許多ADAS應用，包括車道偏離預警、停車輔助、盲區(qū)監(jiān)測、行人檢測和自適應巡航控制中的關鍵部件，可鳥瞰車輛周圍環(huán)境，提高乘客安全性并實現(xiàn)自動駕駛。
有效的環(huán)視攝像機系統(tǒng)的關鍵組件之一是高速連接。Microchip提供汽車級以太網(wǎng)設備和INICnet™控制器，可用于在各種形式的媒體上傳輸視頻、數(shù)據(jù)和消息。
電路板廠按照麥肯錫的說法，汽車以太網(wǎng)將很快“崛起成為汽車的支柱”。Microchip獨有的INICnet技術通過單一電纜支持以太網(wǎng)、音頻 、視頻和控制，從而簡化了汽車信息娛樂網(wǎng)絡。
INICnet技術可以與汽車以太網(wǎng)共存，可無縫連接基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）的跨車輛域數(shù)據(jù)通信 ，同時并行提供多路基于時分復用（TDM）技術的數(shù)字音頻和壓縮視頻數(shù)據(jù)的高效傳輸。并有50 Mbps和150 Mbps兩種不同的速度等級，帶寬效率高達95%以上。兩種選項均支持環(huán)型或菊花鏈，50 Mbps通過非屏蔽雙絞線實現(xiàn)，而150 Mbps通過同軸電纜實現(xiàn)。INICnet將在2021年成為開放的ISO標準。
對于INICnet技術的以太網(wǎng)通道，其ISO/OSI模型僅涵蓋模型的前兩層，因此，它可以從更高層中完全抽象出來，在更新驅動程序后，即可實現(xiàn)套接字（Socket）等常見網(wǎng)絡通信代碼調用。目前，INICnet的以太網(wǎng)通道驅動程序已經(jīng)開源支持Linux ®、Android ™和QNX系統(tǒng)，以便INICnet技術的以太網(wǎng)通道以完全透明的方式集成到基于IP通信的現(xiàn)有系統(tǒng)中。這樣開發(fā)工程師就不必擔心底層聯(lián)網(wǎng)技術。
Microchip汽車產(chǎn)品部亞太區(qū)資深產(chǎn)品營銷經(jīng)理Yan Goh表示：“在產(chǎn)品開發(fā)周期中盡早與汽車制造商及零部件供應商交流，對于新的連接技術至關重要。這將確保產(chǎn)品的兼容性并遵從嚴格的汽車標準，使我們的客戶能夠有效地將我們的新產(chǎn)品應用到他們的設計中去。Microchip始終致力于提供高效、穩(wěn)定、安全的汽車網(wǎng)絡解決方案，以滿足汽車電子領域中不斷增長的數(shù)據(jù)傳輸需求。”
結語
自動駕駛是一個新興市場，其中包括許多來自非傳統(tǒng)汽車行業(yè)的新參與者，由于缺少協(xié)商一致的行業(yè)要求而且技術也在不斷發(fā)展，我們將面臨著一系列挑戰(zhàn)。這就要求pcb廠與汽車制造商和零部件供應商之間展開密切合作，以便滿足這些不斷變化的需求。
同時，考慮到功能安全和網(wǎng)絡安全是目前最重要的兩大趨勢，作為在汽車級MCU和數(shù)字信號控制器（DSC）方面擁有悠久歷史的廠商，Microchip的核心競爭力在于能夠提供整體系統(tǒng)解決方案，包括MCU、DSC、FPGA 、模擬產(chǎn)品、連接和聯(lián)網(wǎng)解決方案、存儲器產(chǎn)品、人機界面解決方案和安全產(chǎn)品，以及世界一流的服務和支持、出色的質量和可靠性以及首屈一指的交貨能力。