技術文章

首頁>技術文章
2018/01/30

車聯網時代下ROHM的因應對策

文章來源 :  ROHM Semiconducto

汽車產業正在迅速發展完全自動駕駛的技術。光是在日本,大家對於新車配備有自動煞車系統等ADAS(Advanced driver assistance system)功能的認知已經相當熟悉,因為除了高級車外,連一般車和輕型車也開始加裝此項配備。ROHM也提供以ADAS專用電源IC為主的各項產品。

F1
(圖1: ADAS為車載的主要領域 )

然而,若要實現完全自動駕駛,仍然需要多方面的技術改革。本文將探討的連網車即為其中一項重要因素,尤其是車輛的無線通訊技術同時也會。回顧車輛在運用無線技術連結各種配件的發展過程,以及預測汽車產業未來的發展趨勢。此外,將各項功能引進的原因劃分為追求舒適性、及因應法制化兩方面,藉此來了解其引進的理由及現況。

傳統的車內互聯網技術
傳統車內為了舒適性,裝配有智慧鎖和FM立體聲訊號發射器等各種無線設備。

最近的導航和汽車音響設備則開始搭配無線LAN和Bluetooth,透過連接智慧型手機,可在車內享受網路上的各種媒體內容及娛樂節目。

另一方面,因為法律規範而加裝的設備並非嚴格地只限定於車內。例如,因美國法律規範引進的TPMS(Tire Pressure Monitoring System),此系統在感測出輪胎空氣壓力減少時,會一併通知駕駛,在歐洲、韓國也陸續被要求引進此功能,成為汽車產業第一個同時結合法律規範和無線通訊的案例。

引進初期是將直接偵測到的4個輪胎內的氣壓資訊,以無線的方式傳送。現今為了降低成本,也出現了間接偵測型,以及藉由檢查車體平衡來確認胎壓等方式。然而,此種方式的缺點是當多個輪胎胎壓低或車速未達某個程度時,就無法偵測到胎壓,尤其是停車或車子暫停時的問題最大(尤其停車場此問題最大)。但無論如何,以某種方式監測輪胎空氣壓力的功能,已成為美國、歐洲和韓國新車的標準配備。

傳統的車外互聯網技術
為了讓駕駛和乘客在車內覺得更加舒適,傳統的車子配備有以ETC和VICS(圖2)、TV、GPS等基本接收功能為前提的通訊功能。
F2
(圖2: VICS用LSI方塊圖 )

ROHM旗下的LAPIS Semiconductor,研發出具有ETC和VICS、TV等數位接收、傳播功能的IC,並成功地獲得市場採用。
另外,ROHM也提供了有助於上述功能運轉穩定的方案,例如電源IC、泛用IC、分離式元件及被動元件等產品。

也有為了因應法律規範的安全目的而引進的互聯網設備,就是俄國自今年1月起開始實施的ERA-Glonass  (稱為俄國版eCall)。該設備的通訊功能,在發生事故時,和汽車的安全氣囊連動,將急救資訊和位置資訊等傳送給緊急主管機關(相當於日本的消防署),縮短救護車抵達現場的時間。歐洲預計自2018年4月起出產的新車一律將此作為標準配備。此配備能防止寒冷地區發生事故後的二次傷害(例如暖氣設備因為事故而故障,導致人員凍傷等)。

未來的互聯網技術
被稱為V2X(Vehicle to Everything)的車子和其各種通訊配備,將是業界未來的主要課題,也可說是最近成為市場話題-物聯網(IoT:Internet of Things)的汽車版。
F3
(圖3: 什麼是V2X )

這是汽車產業和通訊產業合作至今,未曾有過的大變化。
原始技術是約10年前開始採用DSRC(Dedicated Short Range Communication)通訊方式,以汽車業界和交通基礎設施業界為中心,在全球各地的車輛之間、道路和車輛之間實際進行試驗。
剛開始的時候,為了減少交通事故,預定安裝各種有助於安全的功能。
車輛之間的通訊範例:視線差的交叉路口,能感測車子從哪個方向過來。
車輛和道路的通訊範例:傳送交通號誌變化,促使車輛減速。
同時,以無線LAN(Wi-Fi)為基準,創造了DSRC專用的IEEE802.11p全球通用規格。
美國原本預定於2016年底,強制要求新車必須配備此一功能, 並完成法制化。

對於目前延期的原因雖然眾說紛紜,但普遍認為是因為在產業界加速自動駕駛的發展下,此類通訊和自動駕駛之間的關聯性過於緊密。此外,對於難以抵擋駭客攻擊的問題,尚未找出對策也是延期理由之一。的確,為了要實現完全自動駕駛技術,必須透過如ADAS(Advanced Driving Assistance System)的CMOS感測器、極高頻、雷射和超音波等等多種使用在自動駕駛中的感測器,取得多種情報來源,而車與車之間和道路車輛之間的資料,也是重要的資訊來源之一。

此外,若無法用堅固的防禦措施地抵擋駭客對車載通訊的攻擊,對於直接連結方向盤控制的完全自動駕駛系統來說,恐怕會發生致命的事故,也是基於該理由, V2X才無法順利推行。

汽車產業正在快速邁向完全自動駕駛的時代,其核心技術為ADAS(Advanced Driver Assistance System)和AI(Artificial Intelligence)。ADAS、特別是AI的自我學習,必須透過V2X管理平台取得資訊。

舉例來說,發生交通事故時,若能即時從發生事故的車輛,取得發生事故前的影像、事故車和周圍基礎設施之間的道路、車輛間資訊,以及從事故車周圍的其他車輛取得車輛間資訊、ADAS相關系統等資訊,就能擴散到全世界,並引發眾人對事故的關注。而且,該資訊對AI來說是非常寶貴的資訊來源,只要擬定出合適的對策方案,並全面實施在車輛上,就可以實現安全的完全自動完全自動駕駛。ROHM也準備了各種適用於V2X的電源IC。

對應車載的切換電源「BD9SXXX-C系列」從0.6A-6.0A,尺寸形狀有2㎜方形、3㎜方形,4mm方形,最適合製作V2X用的小型模組。

F4
(圖4 :第二切換式穩壓器 產品陣容 )

該系列最大特色為在車載領域,做到能對應高溫(運轉溫度 -40-125℃)和偏離AM頻寬的切換頻率2MHz,並縮小周邊零件線圈及電容器體積。
此外,為了能對應多種電源,也準備了多款對應車裝的LDO,特別是超小型1㎜方形「BUXXJA2MNUX-C系列」,(圖5)最適合使用在模組上,能滿足各種電源架構的要求。


photo1
(照片1 : 對應車裝LDO的「BUxxJA2MNVX-C 系列」)

由於車聯網今後逐步加入愈來愈的多的無線相關產品,為了能率先提出包括電源系統LSI到分離式元件等各種解決方案,ROHM計劃加入5GAA(Automotive Association),這是由通訊業界和汽車業界於去年9月共同成立的團體。通訊業界為了引進5G、汽車業界為了實現自動駕駛,於是雙方攜手合作,創建了Celluler-V2X規格,並推廣到全球採用。完全自動。
F5
(圖5 : 5GAA (Automotive Association)

為了對ROHM而言,加入這個團體能實現CSV所揭示的3個ECO(Eco Earth, Eco Energy, Eco Life)。,替具體來說,即可為今後將大量製造的車輛自動駕駛相關產品和5G通訊相關產品,提供結合製造技術和電路技術的小型化及高效能元件。
而業界為了實現通訊功能和自動駕駛技術,勢必要增加電子電路,對於節能・小型化的要求將更加迫切。

在此,簡單介紹一下ROHM目前已成功研發的2種電源前端技術。
第一個為Nano Pulse Control®。該技術能在切換電源時形成極細微的脈衝(50ns以下),從傳統的100ns大幅度降低,更能實現高頻化,並將佔電源大半面積的線圈和電容器體積縮至最小。如此一來,它將成為能實現產品小型化的電路技術解決方案。

第二個為Nano Energy®。該技術是能將電路電流減至最低,同時又能避免電源特性大幅度下滑的電路技術。如果電源產品配備該技術,就能實現低消耗、以低待機電力供應高效率電源的功能,並縮短啟動時間,避免消耗無謂的電力。
雖然導入Celluer-V2X的時間尚未時確,但ROHM將持續進行研發,儘速提供最適合的產品,期望在車聯網發展初期就能貢獻一己之力。
 
© 2018 EDOM Technology. All Rights Reserved.