嵌入式系统在汽车电子架构中的作用与发展

嵌入式系统无所不在地“嵌入”在我们的生活中

从发展趋向轻薄小巧的移动电话,到融合了多种互联网科技的新能源汽车,以及大规模航空航天工作组,无论我们是否留意到,但嵌入式系统技术确实无处不在地与我们的生活共存。简单来说,“嵌入式”系统是一种具有控制、监视或辅助的系统平台,同时又具有计算机的软/硬件功能,但它并不必如电脑般具有强大的运算或存储功能,其软/硬件需求和复杂程度也相对较低,它是专为某一项产品所设计的特殊用途,因此嵌入式系统的最大特色在于量身定制的多元性。比如:工控、汽车、航空航天或智能机器人等控制系统的领域,属于一项快速而低开发成本的应用系统。

嵌入式系统平台的基本功能,除了应用与有效,还特别注重稳定性和可靠度,因此当车用嵌入式系统开始被运用到各类车用电子产品,并经过不断创新发展后,带给用户新的驾车体验与安全保障。新一代的车用嵌入式系统技术,并非一般嵌入式系统所能够比拟的,而是一个全方位的智能化设计与应用,增添了人性化的元素,以及机器深度学习带来的便捷与畅快。

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嵌入式系统进入汽车产业的三个发展阶段

随着消费者对座驾功能需求的不断增加,如汽车动力总成控制、汽车电控系统,以及安全系统,但传统电子设备庞大的布线结构导致的可靠性与维修难度,给了车用嵌入式系统一个新的发展方向,其可靠性与灵活性逐步使嵌入式成为车用电子架构的新主流。嵌入式系统进入汽车产业有三个发展阶段:

首先是单芯片微电脑控制系统以4位和8位处理器为主要核心,辅以外部平行总线、串列通信接口、SFR模块系统。所需元件简单,基本包括:中央处理单元、内存单元、输入/输出、时脉产生单元及周边相关装置,并制作在同一颗芯片上,成为一个独立运作的控制系统。但硬件结构和功能单一,处理效率低、存储容量小。这种低端的汽车SCM系统主要用于任务简单、数据处理量小且即时性要求不高的控制装置,如:雨刷、车灯系统、仪表盘,以及电动门窗等。

接着便是MCU系统以高档的8位和16位处理器为核心,具有更多的外部接口功能,如:A/D转换、PWM、PCA、Watchdog、高速I/O口等,配置了芯片间的串列总线,软件结构更为复杂,存储与数据处理能力明显提升,目前被广泛应用于汽车电控系统中,如:ABS系统、智慧安全气囊、主动式悬吊系统,以及发动机管理系统等。

再来就是SoC系统:以性能极高的32位甚至64位嵌入式处理器为核心,对于资料信号需求量更高,处理速度更快,并使用DSP作为辅助运算器所发展出来的系统架构,满足汽车系统不断扩展的嵌入式应用需求,以提高处理速度,增加存储容量与集成度。在嵌入式系统的支持下具有即时多任务处理能力,同时与网络更为紧密地结合。汽车SoC系统是嵌入式技术在汽车电子上的高端应用,如:混合动力总成、底盘综合控制、汽车定位导航、车辆状态记录与监控等领域,满足了现代汽车电控系统功能不断扩展、逻辑渐趋复杂、子系统间通信频率不断提高的要求,是汽车电子技术的发展趋势。

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随着汽车电子架构变革的深化,不仅传统电子被各种芯片所取代,芯片的革新也在飞速发展。这也就是为什么面临2021年的“芯片荒”时,全球汽车产业遭到了前所未有的产能危机。我国汽车产业近年来成为GDP的重要输出板块,但汽车零部件行业仍然缺乏关键技术,并且存在抗风险能力薄弱等问题。为解决这些问题,各企业正在积极做好战略布局,加强自身核心竞争力和研发力度。通过更为紧密的国内外交流掌握关键技术,提高国产零部件的可靠性与覆盖率,以保证国内市场的充足而稳定的供货能力。

创办于2003的embedded world Exhibition & Conference 纽伦堡国际嵌入式展览与会议,经历20年的发展,整合嵌入式行业优势资源,包括优质供应商与前沿技术,业内知名专业媒体,丰富的采购商资源,以及校企联合,成果共享。今年6月,embedded world品牌首次登陆中国,举办2022上海国际嵌入式展览及会议。涉及包括:汽车电子、智能制造、物联网等热门话题,展会立足华东,面向全国,为国内嵌入式行业搭建优质平台,将邀请产业链上知名企业与供应商参展,并邀请到国内知名专家、权威机构,以及海量采购商共襄盛举。同期举办的上海国际嵌入式大会,沿袭intelligent · connecte· embedded”的主旨,以专业学术结合应用案例,为与会者提供解决方案。
 

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