富士通提出“软硬一体”平台化解决方案，应对汽车电子设计挑战

不久前，丰田公司高调宣布放弃纯电动汽车计划，这一消息在业内激起不小的“浪花”，加上深圳5.26交通事故电动出租车的起火事件，似乎都为新能源汽车的发展泼了冷水，有不少人甚至开始质疑新能源汽车的前景。

“中国正在面对严重的能源短缺的压力，能源危机的应对刻不容缓，新能源汽车一直并还将继续受到国家政策的大力扶持，仍然是大势所趋。丰田公司等只是个案，这不会影响未来大趋势，而只会引起业内对如何正确发展新能源汽车的更大反思。”富士通半导体产品经理李丹在日前于武汉举行的2012 AETF第七届亚太汽车电子技术论坛峰会上阐述了自己的观点，并探讨了汽车电子技术的总体发展趋势以及及富士通半导体的平台化开发解决方案如何帮助中国汽车电子开发者应对未来的设计挑战。


图1. 富士通半导体产品经理李丹在2012 AETF演讲。

解读环保、舒适、安全三大趋势

环保、舒适、安全这三大关键词可以说见诸很多汽车电子半导体供应商的演讲稿中。但李丹结合富士通半导体长期与领先汽车制造商和一级、二级供应商的合作经验以及自己对本土汽车电子产业的观察，对其进行了具体诠释。

在汽车的节能环保方面，李丹指出，对于传统汽车，很重要的一个体现是在发动机技术相似的情况下怎样减少油耗，这主要看车身的重量，车身网络正是可以降低线束成本和重量的一个重要方面；除了车身电子以外，还有一些特殊的车身车架结构设计也可降低车子重量，进一步节能减排，例如全铝的发动机，等等。当然，发展燃料电池汽车、电动汽车等新能源汽车才是降低燃油消耗的最根本方法。


图2.汽车电子市场和技术趋势图。

而在提升汽车舒适性方面，李丹重点提到了汽车多媒体系统发挥的作用，包括更多的人机交互、更直观的驾驶辅助体验、更多的媒体影音娱乐项目等。“我们看到了以往高端车的一些配置正在向中低端车转移的趋势，如更高品质的音响、图形显示仪表盘、后座娱乐影音，还有更直观的3D导航技术、全自动空调、泊车辅助系统等。当然，对于新兴市场包括中国、印度等的很多小型车，低成本的车载音响仍然有很大的市场空间。”他表示。

在发达国家，交通事故造成的死亡和伤残人数已经非常低。据李丹介绍，现在中国的汽车厂商（包括合资厂和本土品牌）比以往任何时候都更加重视安全系统和可靠性设计，并已经或正在将各种先进技术应用于现在推出的车型中，包括早前有ABS、现在是ESP车身电子稳定系统（将ABS也集成了），另外还有AFS自适应头灯系统、TPMS胎压监测系统、环视/夜视技术等。

应对汽车电子设计挑战需要平台化思路

然而，上述三大发展趋势也使得汽车电子系统的设计日趋复杂，涌现出更多更大的难题和挑战。以MCU使用数量为例，据相关数据统计，低端车型要用到20-30片，中端为40-50片，而高端车会用到多达80-100片。“这只是一个粗略的统计，在电动汽车方面的应用可能还会更多。这么多的MCU散布在这个车子上，就像人体的神经元，总线/网络就像神经将它们联系起来。”李丹指出，“我认为汽车电子技术的核心之一就是车身网络（Network），因为无论是节能、安全和舒适，其应用系统都非常复杂，以往可能是在一个集中式的系统中进行完整实现，现在要将集中式的拓扑结构改为分布式的结构，那么网络就会变的非常重要。”

他表示，在网络的平台基础上，迫切需要一种完整的开发平台来解决上述设计挑战，这种平台包含所有软件平台、硬件平台以及系统结构的平台，只有这些平台都完全建立好，汽车电子工程师在做任何功能的扩展或者任何新的项目才能基于原有的结构、原有的积累，快速地进行可靠的开发。


图3：汽车电子研发工程师面临的挑战。

的确，工程师在系统设计中会遇到诸如此类的“拦路虎”：如项目初期不明确的SPEC会造成非常多的不明确及设计变更；对新的功能缺乏相关背景知识；软件平台的变化；EMC/EMI故障排除；软件可靠性测试和故障排除；文档和流程工作；紧迫的时间表等。

如何有效改善工程师开发的质量，并降低产品开发难度，是业界面临的重要课题，平台化开发解决方案就是一种解决思路。在演讲中，李丹列举了富士通半导体的平台化开发解决方案具体能给工程师带来的好处：
1.    模块化系统设计，降低设计的复杂性；
2.    系统的变更工作变得比较简单，包括软件和硬件；
3.    增强价格谈判能力；
4.    更好的物流控制；
5.    加快Time to market。

另外，平台化还可以应对管理层所面临的挑战。如果没有平台，库存管理会很麻烦；整个供应链管理也很麻烦；因为要备很多不同的器件，如果产品型号过于分散，会降低价格谈判能力；对市场的反应慢；要面临知识积累很弱的问题等。