越来越“聪明”的汽车

随着汽车行业往电气化、智能网联化发展，产业间的融合加深，汽车不再仅仅是机械的产物，它也正在变得越来越“聪明”。汽车电子已经成为汽车控制系统中最为重要的支撑基础，进入新一轮技术革新周期。根据盖世汽车研究院数据显示，2017-2022年全球汽车电子市场规模将以 6.7% 的复合增速持续增长，预计至2022年全球市场规模可达2万亿，而国内市场规模接近万亿。

 

此外，随着5G应用落地，无人驾驶、车联网等处在爆发的风口，汽车市场对于芯片需求的加大对企业来说又是新的风口，对于车载芯片的性能有更加严苛、更多元化的要求也使得厂商们都“各显神通”去应对激烈的竞争。

 

本期汽车电子专题，我们邀请到了瑞萨电子、赛灵思、迈来芯，听他们分享对于5G时代的洪流有怎样的心态，如何应对汽车智能网联化的趋势以及对于数据安全方面有何先见。

 

赛灵思：顺应趋势，抢占人工智能时代高地

 

 

2019年，汽车行业面临的压力进一步加大，连续各月出现负增长，虽然下半年的情况有所好转，但低迷的气氛似乎一直笼罩在“汽车人”身上。“尽管如此，我认为，在未来的十年内，汽车市场依然值得期待。”赛灵思全球总裁兼CEO Victor Peng先生如是说道。据中汽协的数据显示，2019年中国汽车产销分别完成2572.1万辆和2576.9万辆，因此，尽管下游整车增速放缓，但基盘依旧庞大，这为汽车电子行业规模提供了强有力的需求基础。在Victor看来，智能汽车将会是汽车行业下一个增长点。

 

目前自动驾驶已经可以做到在低速和特定区域实现自动控制，但想要完全应用场景普及，在传感器、芯片、计算硬件方面仍然还有很多不足。汽车上的电子系统越来越复杂，这对于车载芯片在功耗、算力、延时性方面都有了更高的要求。赛灵思投入大量的时间、精力来完善其产品解决方案。十多年来，赛灵思在全球范围内已经累计销售超过1.7亿片车规级芯片，其中有6,700万片用于量产型ADAS。

 

Victor告诉我们，目前，电子行业主要有三大趋势：计算从标准向异构转型、应用从云到边缘拓展、AI技术越来越普及。赛灵思不断扩大数据中心生态系统，陆续推出 Alveo U50、U200、U250 和 U280 四大加速器卡系列，这可以帮助客户在数据分析、机器学习推理、视频处理和基因组分析等方面提高应用性能并降低延时。而随着信息化时代来临，数据的洪流将冲击现有的数据中心架构。因此，赛灵思发布了统一软件异构计算开发平台Vitis并宣布了Vitis AI开放下载，这意味着软件工程师们可以暂时“忘记”硬件，用户无需深入掌握硬件知识即可对赛灵思的硬件框架进行自适应。除了传统的FPGA应用，赛灵思还创新提出了全新的 FPGA 与云计算结合的FaaS平台，通过云化最大限度提升FPGA的算力，降低FPGA开发设计门槛。

 

而随着5G应用落地，以智能汽车为代表的无人驾驶、车联网领域都处于即将爆发的风口中，越来越多的主机厂将ADAS技术装载在汽车上。赛灵思也在不断加注未来汽车市场，从ADAS、车内体验以及自动驾驶这三个方面进行布局。“2019年是我们转型战略以来的第一年，在软、硬件方向都取得了重大进展，公司年收入首次迈入30亿美元大关。”Victor说道。

 

在人工智能时代，一个无法规避的新技术趋势呼唤着更先进的技术能够解决其设计的痛点，5G可以影响未来人工智能、大数据和自动驾驶等热门应用的成败，所以，抢占5G市场对于一个公司发展来说至关重要。

 

5G一个重要的特点就是网络速度特别快，同时还有大量设备接入，管理无线电的复杂性、管理前传带宽、数据回传问题给5G网络带来巨大挑战。赛灵思选择将完整的直接无线射频取样数据转换器（Direct RF-sampling Data Converters）单元整合到专门设计的MPSoC中，可以实现真正单芯片上的自适应射频平台，以其灵活应变的高性能自适应计算技术助力解决当今网络关键的容量、连接及性能挑战。

 

“任何产品一旦联网，安全环境都会变得复杂。”谈及安全问题，Victor这样说道。 我们知道，车联网就是通过通讯技术和大量的高性能的传感器，将汽车和网络链接到一起，让汽车可以感知周围的环境从而进行信息交换。车联网是自动驾驶的必备条件，自动驾驶的程度越高，这辆车由系统控制的部分就会越多。

 

赛灵思的技术和解决方案覆盖传统厂商和互联网公司两套不同的做法，不管从数据的整合还是传感器的融合方面，其产品和技术都非常有扩展性。“对于如何使自动驾驶更加安全，我们有非常明确的规划，对于不同客户在处理数据和数据收集方面不同的需求，我们的系统和器件有可扩展性以及自适应性。”他说道“此外，赛灵思可以同时实现自动驾驶数据的高吞吐量和低延时性，保障自动驾驶的安全。”

 

瑞萨电子：迎难而上，助力自动驾驶

 

 

汽车电子高速发展，全球共享万亿盛宴。与其他行业不同的是，汽车电子产品附加值更高，其产业链协同效应也更加明显，随着传统车企和 IT 巨头纷纷下场，其存量市场变得更加广阔，产业成熟后门槛也将变得更高。瑞萨电子主要面向汽车电子市场，今年，其发布了新型内置闪存、集成了硬件集成虚拟化辅助功能的微控制器（MCU）产品——RH850/U2A。

 

RH850是瑞萨汽车微控制器系列，拥有着广泛的可扩展产品范围，能最大限度上平衡高性能与低功耗。该系列能够提供高级的汽车应用所需的丰富功能与嵌入式安全性。对于未来的汽车行业来说，这款产品可以很好地满足客户在ECU、ADAS等模块日益增长的需求。

 

RH850/U2A保持了RH850系列一贯的高速实时性能，同时集成了基于硬件的虚拟化辅助功能，可支持最高ASIL D级别的功能安全，因而能够整合不同安全等级的ECU。为满足底盘 / 安全应用所需的 ASIL D级功安全，基于硬件的虚拟化辅助技术让在RH850/U2A MCU上运行多个具有不同功能安全级别的应用软件，并可互不干扰的并行运行，同时保持车辆控制所需的实时性能。

 

“自动驾驶已经成为汽车领域最具话题的前沿科技，瑞萨电子从目前的汽车智能网联化的趋势中看到了自动驾驶与安全性广阔的发展前景。”瑞萨电子中国汽车电子应用技术部部长林志恩先生说道。

 

近期，瑞萨电子宣布加入自动驾驶汽车计算联盟（AVCC），成为其核心成员。“瑞萨电子将与包括整车厂商、一级供应商及其它半导体厂商等在内的汽车生态系统领导者携手，共同助力解决自动驾驶汽车在实现量产过程中面临的重大挑战。”林志恩告诉我们。

 

安全性是网络连接和智能制造的关键因素。网络安全保护通信信道传输的数据完整、不外泄，瑞萨电子也推出了安全性产品，专门为未来汽车中各类高级系统所需要的传感器融合、网关和高级底盘系统应用而设计。此外，连接设备越多，对嵌入式设备的安全性要求就越高。瑞萨电子提供一系列可供选择的安全软件解决方案和基于信任概念的产品，有助于更轻松地集成系统，加强嵌入式设备的安全性。

 

谈及5G对于瑞萨电子的影响，林志恩表示，在2019年半导体行业普遍低迷的情况下，5G技术商业化挽救了这一颓势，缓解行业寒冬。根据研究机构IHS Markit的最新数据显示，到2020年，全球半导体市场营收将从2019年的4228亿美元反弹至4480亿美元，进而成长5.9%的幅度。“纵观半导体产业的历史，每一次市场低迷都随着技术创新的到来而结束。未来5G的影响将远远超出技术产业的范围，会影响到社会各个层面，并且推动新的经济活动，进而刺激对芯片需求的不断成长。”他最后表示道。

 

迈来芯：无尽想象，独具未来

 

 

随着城市基础设施的改善，车联网和电动化，以及消费者对个性化的需求日益增加，车灯不再是简单的照明工具，更是彰显汽车设计语言的装饰元素。而随着自动驾驶汽车的落地，车灯则变成了车与车、车与环境、车与人之间沟通的重要载体。

 

Melexis（迈来芯）作为车内氛围灯解决方案专家，将其以往成功的IC系列引入新一代LIN RGB(W) LED控制器。MLX81113将支持基于LIN的RGB LED车内氛围灯应用进一步发展。MLX81113和以往的产品相比有哪些优势呢？Melexis对于汽车领域应用得未来又是如何布局的呢？

 

迈来芯总部位于比利时，跻身全球五大顶级汽车半导体传感器供应商之列：在汽车传感器以及磁位置传感器领域，位列第三；在氛围灯驱动芯片领域，市场份额位列第一。目前平均每辆新车装有11颗迈来芯的芯片。

 

在汽车领域，随着电气化、自动驾驶的趋势越来越明显，人们对于汽车舒适的个性化设计要求也越来越高。“在个性化设计方面，我们可以根据客户的需求来调节不同的颜色，例如可以根据车速来设置预警功能，根据空调出风口的温度来改变颜色，甚至根据音乐的律动变换灯光的效果。”迈来芯高级现场应用工程师宋林红女士告诉我们，“因为是汽车车内氛围灯应用，RGB LED的驱动芯片也必须满足车用等级，并且客户在尺寸和成本上都有更高的要求，我们的新一代芯片可以帮助客户实现这些功能。”

 

与迈来芯现有市场上广泛应用的MLX81108相比，新发布的MLX81113提高了片上系统功能，配备有MLX16 FX 16位RISC微控制器、2 KB RAM和32KB Flash，以及系统ROM，显著提高应用程序性能。片上EEPROM增加到576字节用于存储用户数据，如LED校准系数，从而确保汽车应用的RGB LED具有均匀平衡的亮度和色彩。

 

四路恒流源输出支持软件编程，提供高达60 mA的电流，支持使用来自不同供应商的各种RGB LED。独立的PWM控制，支持16位分辨率，可用于调节所连接RGB LED的任何色坐标和亮度水平。内置温度监控可确保在-40℃至125℃温度范围内色彩稳定，并允许对颜色进行温度补偿。红色、绿色和蓝色的任何温度漂移都可以得到完全补偿。

 

除了性能，MLX81113在封装上也有一些升级，增加了更小的DFN3mm x 3mm封装，客户可以更灵活地将芯片解决方案应用到车内的设计。然而一般来说，芯片的尺寸越小，其散热更容易出现问题，MLX81113在热阻抗方面也作了一些提升，让其有用更好的散热效果。

 

随着自动驾驶的发展，内饰灯不再仅仅起到个性化的装饰作用，可能整个驾驶舱内会装有很多LED灯，其带有的预警功能赋予“灯”以一些保驾护航的特性。智能化、电气化的发展给汽车行业在下行的趋势中注入了一些活力，其对半导体的需求也会越来越多，每辆车中用到芯片的数量会增加，这给迈来芯带来的非常大的机遇。

 

“汽车作为中国的支柱产业之一，我们也已经看到政府部门对车市的一些指导意见。对于我们来说，致力于汽车电气化和智能化进程，为其提供所需的创新型传感器和驱动芯片等，是我们要做的事情。”迈来芯亚太区域销售与应用总监陈俊先生表示。

 

我们都目睹着汽车行业的展现出来的创新性的变革，汽车也正在成为除了家和办公室以外的第三大空间，人们对汽车内饰的需求越来越细致，而半导体又是其中最主要的力量之一。陈俊先生表示，从外滩绚丽的灯光来看，中国人本身对灯光是有非常大的追求的，但是目前来说，在汽车领域灯的应用上来说，中国市场的需求是相对于欧洲等地区是有很大上升空间的。

 

 

“我们期待这一领域在中国市场得到越来越多的关注。”他说道，“灯的应用可以像火一样无穷无尽，对于汽车的内饰氛围灯，我们也可以发挥无限的想象。”