NXP打造安全与舒适的汽车电子环境

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  杨剑 Nemus Young
  
  NXP(恩智浦)一直致力于车内娱乐系统市场的开发,早在模拟收音机时期,NXP(那个时候叫飞利浦)便已经牢牢占据了相当大的份额。而随着数字娱乐进入车载娱乐系统并逐渐成为主流的时候,NXP继续保持着在这一领域领先者的态势。在不久前举行的2007年CES大会上,该公司展出了其同Nuance Communications Inc、Gracenote和Ordina等软件合作伙伴联合开发的一款汽车娱乐概念模型。借助Timedia DSP和ARM内核,在实现音视频处理的同时,它能同主要汽车操作系统的实现兼容。同时,这款概念车还能实现声控、内容管理、DVB-T等各种音视频和连接应用。它还支持USB连接、能够实现免提电话并可同iPod直接连接。
  本篇文章要向读者介绍的NXP基于RFID技术所实现的两种致力于改善汽车安全与舒适的解决方案。
  
  NXP P2SC单信号调节系列芯片
  
  这个芯片在汽车轮胎胎压监控系统(TPMS)中应用了NXP世界领先的RFID技术。P2SC系列芯片是专门为传感器信号遥控传输和信号调节应用开发的芯片,具有极高的稳定性和测量精确度,同时具有使用方便,灵活和性能价格比高的特点。
  PCH7970是P2SC系列芯片中的第一款产品,他是专门为汽车轮胎胎压监控系统开发的高性能信号调理和数据组帧芯片。例如:TPMS。根据最新的规范要求,这个芯片能够持续的直接监控汽车的胎压,提高乘客和驾驶员的安全。
  PCH7970芯片内核采用了8位低功耗RISC(MRKII)架构处理器。处理器支持通用IO接口进行外部电路控制,带12位(11位有效有加1位符号位)高精度ADC读取压电式电桥传感器的输出电压。芯片支持两个传感器输入复用,通过芯片内部控制保证传感器输入和ADC正确操作。
  芯片支持128字节的片上EEPROM用于保存数字传感信号处理(DSSP)校正计算需要的标定数据。传感器信号的校正特性由RISC处理器和用户应用程序控制。芯片内部还包括128字节的RAM和4K字节的EROM。在小批量生产时,应用程序代码能够通过FLASH编程类似的过程进行配置。在需要大批量生产时,可以将芯片的软件和代码,以及DSSP算法的程序直接固化到片上4K字节的ROM中。
  这个芯片通过单外接锂电池供电,支持电池低电压检测。芯片可以工作在只需要极低静态电流的低功耗模式,以延长电池的使用寿命。另外,芯片还有三维低频接口,实现芯片按需唤醒。芯片内置独立定时器支持可编程,周期芯片唤醒。
  
  被动式遥控开锁控制系统(PKE)
  
  被动式遥控开锁控制系统(PKE)是汽车安全和应用的下一代技术。恩智浦PKE芯片采用了广泛使用在RFID系列产品中同样等级的安全技术,使产品的安全性得到极大提高。恩智浦PKE专用芯片集中在保证驾驶安全的同时,支持多种便捷功能,如单键点火。
  


  汽车安全系统的使用方便性通常是汽车驾驶员和汽车生产商考虑的一个主要问题。RFID技术已经在汽车引擎熄火防盗装置(immobilization)中得到了应用。这个技术的最新应用是在被动式遥控汽车开锁系统(PKE)中的使用,这将带来更多的方便性。在采用PKE技术的汽车中,驾驶员不需要任何开锁动作就可以打开车门。而在打开车门的同时,利用简单的身份识别设备和标识,能够同时完成了汽车使用的安全验证。
  
  被动遥控开锁控制(PKE)的原理
  
  当驾驶员靠近PKE系统的感应区域时,一旦驾驶员的手触及车门把手,驾驶员携带的PKE系统的身份识别(ID)设备会接收到汽车发送的低频信号,如果这个信号与ID设备中保存的身份识别信息一致,ID设备将唤醒。这个过程能够防止随机噪声或其它干扰信号唤醒ID设备,延长电池使用寿命。而ID设备上的三维全向天线输入电路能够保证ID设备在任何方位都能检测到汽车发出的唤醒信号。
  ID设备一旦唤醒,ID设备将分析汽车发出的认证口令,并发送响应信号,这些信号经过加密处理,以提高安全性。汽车对接收信号和汽车内部保存的信息相比较,如果验证通过,汽车将打开车门锁。从唤醒到车门锁打开整个过程只需要数毫秒,驾驶员不会感觉到从手触及车门把手到车门打开之间有任何延时。
  一旦驾驶员进入车内,只需要简单的按一下启动键,汽车发动机就会启动。驾驶员在按键的时候,PKE系统首先需要检测ID设备是否已经在车内(例如不能在车顶),然后PKE系统会完成同样的认证过程后才会启动发动机。当驾驶员离开汽车,只需要按一下门把手,汽车门就会上锁,汽车在真正锁定之前,同样要检测这个时候驾驶员是在车内还是在车外,并经过同样的认证过程。
  ID设备中的锂电池负责给ID设备的唤醒电路和UHF电路供电。ID设备中同时包含了低频口令认证电路和UHF响应电路以降低设备功耗和延长使用寿命。ID设备支持备份模式,以保证在电池耗尽时使用PKE系统。这个模式下,ID设备的供电电源通过感应低频信号得到,ID设备的响应同时调制到感应LF信号上发送出去。在备份模式下,ID设备必须靠近车门才能打开车门锁和关闭车门锁,也必须靠近车内特定的仪表盘区域才能发动汽车。
  
  遥控开锁收发器PCF7×61系列
  
  这个系列的芯片是恩智浦领先汽车安全产品解决方案中的一员,它是一个真正的单片遥控开锁系统。作为理想的汽车安全应用解决方案,PCF7x61系列的芯片中包括了安全收发认证单元、微处理器、无线发射单元、支持紧凑安装,具有很高性价比,能够满足各种遥控开锁和引擎停机防盗应用的需求。
  
  遥控开锁系统技术的发展为汽车乘客和驾驶人员提供了极大的便利。恩智浦将致力于开发集成了遥控开锁和引擎
  


  停机防盗功能的高集成度PCF7x61系列芯片。这个系列的芯片中集成了安全认证单元和RISC控制器以及UHF发射机,是这个领域内真正的单片解决方案。
  这个系列的芯片基于恩智浦低功耗8位MRKII架构RISC处理器。这个处理器负责完成按键扫描和根据应用要求进行数据组帧。RISC处理器的时钟来自片上低精度RC振荡器,支持最大系统时钟为2MHz。芯片内遥控开锁码生成可以在硬件认证计算单元中实现,也可以基于软件的算法。芯片与外部设备同步通过无接触式认证单元接口实现。
  
  结语
  
  有人甚至将汽车比作“第二个家”、“移动的家”,可见汽车这款产品的特殊性,而更是由于其与人的安全息息相关,因此如何加大其安全驾驶与舒适驾驶将是汽车电子产品首当其冲的发轫之地。
  NXP汽车电子与智能识别事业部执行副总裁兼总经理Marc de Jong表示,“随着消费者对安全驾驶的需求以及相关法令的执行,包括ABS、ESP(电子稳定程序)、TPMS(胎压检测)在内的安全应用将逐渐进入中低端市场。NXP将继续扮演行业领导者的角色。而如文中所介绍的下一代PKE技术将使得NXP更快速地取得市场主动。”
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