汽车电子的现状与发展

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1、汽车电子-现状与展望H。Kopetz维也纳技术大学hk@vmars.tuwien.ac.at摘要：汽车电子产品在可靠的实时计算机技术领域是一个具有挑战性的应用领域。在本文中，我们描述这个令人兴奋的领域的特点，调查目前计算机的应用在艺术船上车辆的状态，并推测即将上场计算机应用，例如智能巡航控制系统，车辆动态控制，这些安全技术应用的关键是要求非常高可靠性，同时维护工作应该最小。在本文的最后一节我们讨论汽车电子发展的影响及其它的实时应用。1引言计算机控制功能的水平在承载式车上不断增加，由技术驱动半导体的进步和成本的改善产业以及市场需求改进车辆性能，降低油耗和废气。过去十年后一

2、种保守的方法在计算机控制上，现在一些汽车制造商看出作为计算机技术的合理开发利用以永无止境的追求竞争力的关键元素是提高车辆性能和降低生产成本。而若干年前的计算机应用在船和汽车上集中在非关键的车上，充当电子或舒适的功能，现在有一个大幅增长核心车辆的功能，例如，发动机的电脑控制，刹车系统，传动系统，悬挂等。在不太远的今后，我们将观察许多这些有关整合功能与以增加车辆稳定关键驾驶机动为目标的技术。许多这些控制汽车核心功能的技术确实有安全隐患。这也是越来越吸引以汽车计算机系统的可靠性为主题的从事汽车设计的工程师的兴趣的原因之一。据认为，可靠性社区调查发现紧迫一些时可以在汽车的可靠性

3、上受益，在讨论汽车行业的问题上。这个邀请文件的目的是引入在汽车领域的一些可靠性电子问题，目前讨论这个艺术的状态是不断发展的领域，并推测未来发展即将到来的挑战，所面临的系统设计师。本文组织如下。在下一节介绍我们目前的汽车上应用的特点。首先，我们讨论了在电子产品和系统的电子产品体内的功能需求，并继续广泛分析的可靠性要求。再下面我们介绍了目前的计算机在应船上车上的应用状态。最后，我们推测关于未来的发展。在描述了一些新的汽车应用预想，我们对重点设计师必须解决系统的重大挑战。最后，我们思考影响实时汽车电子发展的一般系统市场。2.应用程序域名的特点汽车是一个复杂的大众产品，他同时由

4、许多个复杂的子系统组成（例如发动机，变速箱，底盘等）。每一个子系统它本身也包含了许多个不同的组成成分。这些组件通过相互之间紧密的合作来提供交通服务，以达到顾客们想要的外观与感受。尽管十几年前，即使在没有计算机技术的应用下汽车的大部分功能也已经被实施，但是这种情况最近也有巨大的改变。不断增长的客户需求以及社会功能，汽车可靠性，环境相容性（例如，驾驶舒适性，操控，燃油效率，安全，最小的污染）和不断降低的成本，使微电子组件打开了一个十分重要的汽车电子新市场。据预计，到2000年大约20%的汽车制造成本将会被分配到店子以及汽车内建的计算机系统上。汽车电子市场规模估计将会相对于每

5、年全球汽车产量增加多余五十余万。汽车电子系统的设计常常是由卓越性能相互冲突的需求，极高的可靠性以及最低成本决定的。这些将在下面一个部分进行进一步分析。2.1功能性要求在汽车行业，车身电子以及系统电子要做明确区分。车身电子。车身电子主要是涉及到信息处理功能的管理和控制，但是这些都无关乎车子的直接开动。车身电子应用的实例主要体现在访问控制以及防盗措施，照明系统控制，电动车窗控制以及显示屏的信息显示。通常情况下由了小数量（10到20）的简单节点组成的车身电子是与低带宽互联系统相连接的。一个车身电子节点的很好的例子就是车门控制，他可以感应到车门内的感应开关，控制电动车窗的移动还

6、可以驱动车门上锁以及防盗系统的启动。终端到终端的车身电子系统的响应时间是由人工操作的反应时间决定的，基本上是200到300毫秒。从安全角度来看，车身电子系统是非常关键的，尽管安全相关的措施都必须被反复检查。举个例子，如果在一个重要的驾驶过程中，电子座椅调节设施被一个故障激活，将会导致十分严重的后果。在大多数车身电子应用中都存在一个安全状态：终止当前的操作。例如，如果电动车窗开关和电源络筒机马达之间的联系出了故障的话，那么电动马达对于车窗的操控就应该立马停止。系统电子。系统电子主要是关系到车辆功能的控制，与汽车行驶有关系。系统电子应用的例子有发动机控制，动力总成控制，制动

7、，悬挂和汽车动力学控制。系统电子功能是控制导向的：传感器必须定期进行采样，必须执行控制算法，最后结果必须在一个经确制定的时间窗口内交付给执行机构。对于汽车动力控制来说，系统电子的典型控制循环周期基本处于1到20微妙。为了维持高品质的输出控制，必须严格控制输入和输出（为防止控制回路的死循环）以及延迟抖动（相当于一个额外的测量误差）。显而易见，系统电子的功能是是十分重要的。举个例子，如果因为电脑系统中的一个回复造作而导致制动激活有延时，那么将会带来巨大的灾难。2,2可靠性要求可靠性是汽车结构设计中的关键问题。在本节中，我们将讨论一些汽车系统可