智能化汽车—做到什么程度才算极致？

在美国Electronic Summit2007年会上，举办了汽车电子方面的讨论会。来自汽车整车厂和IC业的专家谈了当前对汽车电子化程度的看法。原文位置
照片1：自左向右的代表来自：iSuppli（主持人）、Audi Research、Freescale、IPextreme、Xilinx 原文位置

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推动智能化发展的因素原文位置
主持人: iSuppli分析师Richard Robinson 原文位置
智能化的汽车，做到什么程度才是过分？这个话题可以跟我们在购买商品时的决策过程联系起来。在消费时，我们要考虑买什么样的汽车、房子，这事关生活方式的问题，考虑房子离上班的地点应该有多远等现实问题。在这些决策的背后，是各种使能因素和限制因素。在汽车领域，使能因素难以分类，因为实在太多。原文位置
    如果从限制因素方面来看，成本是一个推动因素，推动人们去克服地理位置不同所带来的标准、消费习惯和经济发展水平等方面的差异。在汽车领域，人们制定了严格的兼容性标准和指导性原则，而在IC领域，就不必太考虑这些方面的差异。在欧洲，外来的整车制造商必须解决各种安全性方面的法规带来的限制，这给整个市场带来了麻烦。特别是在欧洲，电话制造商们先把电话应用到汽车上，后来管理机构又禁止这样做，这就妨碍了追逐价值的推动性作用。大家关于什么是够用的观点随着所处地域不同而会出现显著的变化。来自于北美、欧洲和日本等发达经济体的会认为ABS（防抱死刹车系统）、气囊、稳定性控制和安全带预警系统太过分了吗？有些地方这些配置都已经成为了标准。而在发展中国家，市场和经济实力都大不相同，对成本的敏感性更高。原文位置
    电子产品、特别是IC的应用，使得人们能够缩短汽车的开发周期和上市时间，提供灵活性。信息娱乐用IC方面的市场将从目前的42.6亿美元增长到2012年的66亿美元。考虑到新兴技术的出现，可以相信，我们现在进入了一个令人兴奋的发展时期。其中信息娱乐设备和车身电子是发展特别强劲的领域。原文位置
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智能化汽车的特点原文位置
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    Audi Research：显示与传感器部门领导Arne Stoschek博士原文位置
    本部门现在隶属美国大众公司的电子研究试验室。该实验室是美国大众公司的研发事业部的一部分。原文位置
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智能化对于汽车来说意味着什么？2005年，我们赢得了双满贯挑战赛，其中有一项比赛是针对完全自控的汽车的（照片2），在事先不知道的道路上行驶几百英里。一支由大众公司和其他赞助商在内的团队赢得了这一比赛。在实现了越野自动驾驶车辆后，又将出现能适应城市道路的自动驾驶汽车的比赛，就在2007年底前。因此汽车的智能化是一个很热门的话题，现在也取得了很大的进步。原文位置
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    一般来说，汽车中要改进的参数是：可靠性非常重要，除此之外，还有舒适性、安全性、油耗、对环境的影响等。电子于是便成为革新的一个主要驱动力，取得的创新的80％以上来自于电子方面的技术进步。原文位置
    电子技术对汽车业的影响是什么？技术从传统的机械学转向了机械电子学。随着汽车的复杂性的提高，就要考虑带来的优点与风险、可靠性之间的相对关系。系统能应付的复杂性有多高？OEM（整车厂）、供应商们都对汽车电子投入了大量的资金。就大众公司来说，去年为汽车电子开发所招募的工程师就数以千计。汽车电子意味着汽车开发中的新流程和新的商业模式。它可以带来流程的巨大变革。原文位置
    汽车电子与消费类电子有什么区别？最主要的一个区别就是寿命、工作温度、长期可供货性等参数方面。考察汽车电子和智能化时可以发现的一个挑战，是与消费类电子的兼容性。下一个话题将是连接起来的汽车。你如何获取信息？实现对交通的管理，智能的基础设施之间的交互。驾驶员辅助：更多的车内智能系统等等。从长远来看，自动驾驶会减少驾驶的乐趣，也许会带来社会问题。原文位置
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智能化汽车的半导体方案原文位置
    Freescale：汽车全球经理Wayne Chavez 原文位置
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在向着自动驾驶汽车发展的潮流中，Freescale所专注的是对下一代系统影响最大的部分，即智能化、经济性更好的系统，例如减少车辆的排放。自从动力链中引入了电子控制的引擎管理系统以来，车辆的排放几乎降低了90％。原文位置
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    我们也必须确保汽车本身的性能，大家知道，它应该是人的延伸，应该按照你的需求来执行。从这种意义来来说，我们将用它们来娱乐、引导、帮助我们通信。个人通信已经成为我们生活中的关键元素。坐在车里可以打电话。在很多情况下，在车辆中获取信息显得必不可少。随着系统的发展，如何使车辆中的信息获取变得更为安全变得重要。原文位置
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    Freescale所关注的焦点是汽车，我们在汽车用的敏感、计算和执行方面形成了平台。公司有传感器技术、微控制器（MCU）技术、命令的模拟执行部分。展望自动驾驶汽车，很明显的一点是，车辆越来越复杂。以1996年的汽车为例，也许此时车内只有6个MCU，而2008年的高档车内将有超过100只MCU，而且这些MCU将以各种不同的方式通过宽带协议——如FlexRay、标准的CAN协议，或者低成本的LIN网络——连接到一起。我们所面临的挑战，是如何应对系统进步带来的复杂性的增长。原文位置
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促成半导体部件的标准化原文位置
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IPextreme：首席执行官Warren Savage 原文位置
    IPextreme是一家以发放技术使用许可为业的公司。我们所作的，是把IP（知识产权）放在一起，构成IP库，提供给任何愿意购买的用户，目前已经建立了大型的面向汽车应用的IP库。原文位置
    前两年，Audi等公司向一级系统开发商（Tier One）购买产品，而Tier One公司又是由半导体公司来供货的。这些半导体公司利用有鲜明特色的IP，将其融入芯片。IPextreme的业务是，以FreeScale的FlexRay内核为例，把FlexRay内核提供给所有的半导体公司，这些公司可以将其融入自己的设计，设法将其增值，然后又回到供应链上。这是一个灵活的供应链，可以让半导体公司适应Tier One不断变化的需求，而且让汽车公司也能适应消费者不断变化的需求，而且保证价格在可接受的范围之内。原文位置
    这场演化的一个方面，是向标准化的迁移。标准化为什么对于汽车来说是好事？首先标准化有助于形成生态系统，这又可以促成在很广泛的、作为其基础的供应商之间的互操作性，增加能参与到这个生态系统中的玩家的数量，取出其中的那些专有的部分，而把它们变成即插即用的技术。在这个生态系统中，标准化的业务模式可以确保有多个赢家。一个副产品是，标准化促成高效率的产业，它可以促成国际间的成本的降低，通过平等化的竞争来鼓励连续的进步。对于汽车业来说，标准化还可以提高安全性，即在供应商中设立一个通行的基准线。最后，但不是最不重要的是，在汽车的标准化方面，由于汽车部件的寿命期很长，通过标准化，可以保证汽车业得到长期的部件供应，即使某个玩家倒闭了，或者转向了下一代产品，也会有新的厂商能予以替代，继续向市场上供货。原文位置
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可编程器件加快上市时间原文位置
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Xilinx：汽车部总经理Harvey Steele 原文位置
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    Xilinx从事汽车用PLD（可编程逻辑器件）方面的业务已有3～4年。过去，主要是原型机开发，现在进入了批量制造。原文位置
    就应用的焦点而言，我们看重那些能带来巨大增值的业务，特别是信息娱乐装置，导航、远程遥控等，以及驾驶员辅助系统，如摄像机、雷达、光雷达（基于激光的传感系统），可以由FPGA来进行很好的处理。以及驾驶员信息装置，如混合式和可重定义的仪表盘，以及汽车网络。从PLD的角度来看，更短的上市时间对于信息娱乐应用来说至关重要。某些Tier one甚至在10～12个月就完成了车载信息系统产品的上市。可编程逻辑产品的可扩展性和灵活性可以让Tier One们能开发出技术平台，这类似于OEM们为车辆开发的平台战略。他们可以设计一个硬件架构，具有可扩展性和可升级性，使之能跨越OEM内部的不同的车系，或者形成一个基础架构，并为各类OEM服务，而这只需要采用不同的编程架构即可。原文位置
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精彩问答原文位置
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主持人：现在的汽车与甲壳虫时代的汽车已经不可同日而语，该有的功能都已经有了。那么，从汽车OEM和半导体供应商的角度来看，塑造未来的汽车的使能因素和妨碍因素都是什么？是灵活性、成本、立法？还是对市场的灵敏度？原文位置
    Freescale - Wayne：从使能因素的角度来看，关键的使能因素是IC的技术进步，如果能够遵循摩尔定律的话，就能不断地提高晶体管的数量、片上逻辑的密度，这使得你可以在IC上集成越来越多的功能，最终使成本下降。随着成本的下降，你就可以推出许多高级的系统，许多这些系统是多年前就在酝酿之中的，随着技术的进步，你们就可以不断获得它们。再谈谈MEMS技术，利用微加工技术可实现稳定的系统。说到软件技术，如何应对汽车架构的复杂化？这也需要相应的工具……这些都是技术基础方面，所以关键性的使能因素是技术的进步。原文位置
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    主持人：所以，你认为技术的引入是导致成本下降的推动力了？于是无论这些技术是否最终得到广泛应用，它都能带来成本的下降。现在有许多从西方人角度提出来的技术，像LIN等技术，都已经推广到了中国。你们对此有什么看法？原文位置
    Freescale – Wayne：如今，我们看待汽车的角度是，将其视为一种最昂贵的时尚附件，人们希望汽车能定制化，以反映出他们的风格，你在硅谷驾车的时候，就会发现虽然与全球其他地方没有多大区别，但会发现有大量的混合动力车——普瑞斯（(Prius)）。这款车，我认为是树立环保文化的一个范例，它在技术上也是很先进的。据我所知，普瑞斯是第一款直接包含了蓝牙的车辆，一年后又增加了iPod的接口。这一现象是标准化所带来的。这种即插即用使得车辆能够被重构，以满足消费者的某种需求。硅谷消费者的需求可能迥异于印度。你能够适应如此微薄的利润——成本结构的话，就具有了成本随着市场变化的可扩展性。原文位置
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照片3 丰田混合动力车——普瑞斯（(Prius)）原文位置
    Xilinx – Harvey：在中国和印度，人们更追求的是基本的电子手段，如发动机控制、安全等等。而在北美、欧洲和日本，则看重车内的配置。有一家tier one告诉我，安全和防护可以保证汽车能卖出去，信息技术能维持住销售，娱乐性才是最终留住客户的。你第一次买手机时，是为了安全性，即防止车子坏在路上，然后是同于通信，打电话、联系业务，发短信等。现在人们购买则是为了看视频、听MP3…… 原文位置
    所以我们看重的是如何同时满足多方面的需求，并降低价格。标准化的好处是，大家知道，在各个公司的平台上运行不同的OS，使用起来非常不便。因此市场呼唤标准化。原文位置
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主持人：对于Audi来说，对于使能因素和禁止因素的看法是什么？你对于半导体业的看法是什么？原文位置
Audi – Arne：我们先从限制性因素开始，可靠性对于汽车来说是一件大事，因此法律规定了某些共有的功能特色，这就带来了成本。这与消费类电子形成了鲜明对比：手机坏了，你去找相应的公司就行；而汽车出了故障，则消费者的多项权益将受损，所以法律规定了许多责任。汽车必须在很冷和很热的地方都能工作，要承受各种极端情形，这些方面的指标是非常重要的。原文位置
还有成本的问题。汽车是排在买房子之后的第二项昂贵支出，因此，对许多人来说，价格和成本的压力是巨大的。对于驾车大军来说，汽车是一个与情绪紧密联系在一起的东西。汽车这种产品，人们在里面待的时间都很长。每个美国人平均每天要在里面待1小时25分钟。原文位置
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记者：汽车制造商们如何创立一种顶层的模型，来描述各种电子装置，这种模型要超越线控、CAN等？原文位置
Freescale – Wayne：现在已经出现了多种标准，可供各团队进行开发。这些标准把汽车划分成了几个部分，如发动机舱、车身、防火墙……总的来说，汽车有各种性能测定方法，在环境温度方面，要考察它在各种温度下的寿命分布，包括各种湿度循环等。出租车是一个极端的例子，其运行寿命、工作条件必然不同于那些只在星期天开的车。Freescale在半导体方面的建模，是研究这些分布曲线，然后运用有限元等建模手段来模拟我们的产品在温度循环下的耐受寿命。而且是与机械部件结合后的可靠性分析，这一分析的层次要高于IC本身。而在消费电子方面是看不到这种可靠性分析的。原文位置
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记者：汽车用的IC，即使它们相互之间的位置也有可能造成相互干扰，容易受到瞬态等干扰，你们如何对总的可靠性进行建模，而不仅仅是SEU。原文位置
Xilinx – Harvey：每家半导体公司都有自己的规范，我们必须遵守这些规范，包括温度、湿度。我们还针对SEU进行测试，在tier one，他们还对模块进行EMC（电磁干扰）测试。在车辆一级也进行相同的测试。所以有多个层次的规范。原文位置
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    Audi – Arne：Audi有先进的加速老化试验系统，包括温度、湿度等等。这些事业部拥有丰富的人力和设备。目前这些测试，正在从人控制的加速环境试验转向完全自动化进行的环境模拟试验。原文位置
主持人：在消费类领域，产品的应用领域是快速扩大的。而在汽车领域，像BMW、VW等企业，他们的产品是很难复制的，在这些产品背后是大量的经验。原文位置
    记者：汽车厂如何缩短汽车业对电子业出现的创新做出响应的时间。原文位置
    Audi – Arne：VW公司在硅谷的分公司，是获取处于早期阶段的技术的一项尝试，同样也有助于与中小规模公司的联系。我们的一个部门可以很快地获取新的技术。VW和Audi品牌都有相应的风险投资公司，以便满足小型的、初创公司来筹资。原文位置
    记者：你们最近有没有什么具体的措施？大家知道，传统上讲，一家初创公司不必与汽车公司打交道。中等规模的公司要花5～10年才能进入市场，而那时才会有现金流。但是如果你们的风险投资予以支持的话，那可是要花很长时间才能收回。硅谷的风险投资公司们对于汽车方面的创新都是有很大的兴趣的，事实上是汽车公司提供了这些资金。汽车是一件与情绪有关的产品，一个汽车品牌具有多方面的身份，这是许多投资公司所感兴趣的。原文位置
    统计表明，造成事故的主要原因是驾车者的注意力。问题是，汽车公司是不是有社会责任、而且最终会有法规规定的责任，防止信息娱乐系统不至于变得过于复杂，以至于驾车者难以处置好？原文位置
    主持人：谈一点个人的看法。我们一般都会正视这些系统的作用和副作用，因此会采取一些机制来防止它们的影响。原文位置
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记者：节能环保方面，通过在汽车上采用更多的IC，我们在燃料效率上的改进空间有多大？原文位置
    Audi – Arne：有两种方法，一种是技术方面的、另一种是社会方面的。消费者出于某种原因，更愿意购买高档的SUV和庞迪亚克（Pontiac）等高档车。社会对于节能这样的价值观念的接受也需要一定的时间。在两个途径上，对于燃料的改进都有很大的空间。原文位置
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照片通用公司的庞迪亚克Torrent小型SUV车原文位置

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  记者：汽车通过各种有线系统连接到一起，如CAN、LIN。既然现在法律规定了各种责任，那么，你们如何设计数据接口的，如通过CAN进行的对iPod的控制，以便使得这些控制动作不会妨碍驾车者？原文位置
    Freescale – Wayne：我觉得你要从技术响应的角度来对系统的划分进行一番考察。在讨论将消费类电子产品与车辆集成时，必须与其他安全和车辆的关键性功能隔离开来，这些都是OEM和Tier One供应商们严格要求的。这些接口已经实现了标准化，而且非常出名。由于安全性方面的法律责任上的考虑，这些接口的演化十分缓慢。但就引入iPod的接口，目前还没有那么标准化。是由各家OEM来决定的。因此，还有问题需要解决。原文位置
    记者：有的汽车公司决定要让自己和供应商们每年实现10％的成本降低。半导体公司是否觉得这是一件挑战？原文位置
    Xilinx – Harvey：10％的降低率可能是个挑战。正确的着眼点应该不在器件级上，而是在系统级层次上。如果能推动总成本下降10％，其实能否降低器件成本关系并不大。根据摩尔定律，业界的年度标准下降比例是5％。10％的比例的确是个挑战。原文位置
    记者：在汽车电子方面，几乎所有的创新都来自于多媒体、信息娱乐方面的应用。IC业更关注在商业、消费类方面的应用，然后是汽车的安全性、燃油经济性。原因是什么？是因为客户群巨大，因此容易出售吗？原文位置
    Xilinx – Harvey：我不认为业界不在动力链上投巨资，以保证其安全性。考察CAN，就会发现，信息娱乐方面的投资，只占很少的部分。虽然这部分不像信息娱乐方面那样有吸引力，容易上广告，但确实大笔投资的对象，远高于信息娱乐系统。原文位置
    主持人：iSuppli预计在2012年前，信息娱乐的市场规模可以达到500亿美元，而光是用于发动机舱的IC的市场规模就达到了650亿美元。信息娱乐市场只是在市场增长速率方面独占鳌头。原文位置
    记者：有人发明了不让醉酒者驾车的技术。你们为什么不让汽车具备这样的能力：如果并非每一位成员都系上安全带了，就让车子静止不动。原文位置
    Audi – Arne：醉酒驾车在美国造成了很多伤亡，与战争作比较就会发现尤其如此，这是一个公司的责任与个人的责任之间的平衡问题。有许多系统都能用于检测汽车内的酒精，但你也总是有办法欺骗系统。在安全带方面，现在已经提供了告警。个人也应该负起自己的责任。原文位置

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