隨著汽車電子技術(shù)的飛速發(fā)展，車載導(dǎo)航與信息娛樂系統(tǒng)正逐漸成為汽車廠商追捧的熱點(diǎn)。該市場(chǎng)的發(fā)展?jié)摿τ心抗捕?，德國博世集團(tuán)下屬Blaipunkt Research甚至表示，在全球汽車年產(chǎn)量當(dāng)中，沒有配備導(dǎo)航功能的車輛的比例將從2006年的94%大幅度下降為2014年的57%。本文將圍繞車載導(dǎo)航與信息娛樂系統(tǒng)的發(fā)展方向以及對(duì)半導(dǎo)體器件的需要，為汽車電子設(shè)計(jì)工程師和技術(shù)管理人員提供一個(gè)方向性的參考意見。 車載GPS與信息娛樂系統(tǒng)發(fā)展的五大方向 信息娛樂系統(tǒng)的用戶需求包括通信、娛樂、駕駛信息和其它一般的信息；輔助駕駛系統(tǒng)的用戶需求包括安全、經(jīng)濟(jì)、駕駛支持、方便/舒適等，如圖1所示。

圖1：全球車載導(dǎo)航設(shè)備市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。5pvesmc

從圖1中可見，車載導(dǎo)航與信息娛樂系統(tǒng)的發(fā)展受到五方面需求的牽引，它們包括：1. 車載專用導(dǎo)航設(shè)備需求；2. 具備導(dǎo)航功能的車載無線電通信設(shè)備；3. 具備導(dǎo)航定位功能的駕駛員輔助信息系統(tǒng)；4. 具備導(dǎo)航功能的Telematics(遠(yuǎn)程信息系統(tǒng))；5. 具備導(dǎo)航功能的移動(dòng)設(shè)備。 Blaipunkt Research公司市場(chǎng)和公司發(fā)展副總裁Peter Schnaebele博士認(rèn)為，為了滿足駕駛員對(duì)更舒適和更安全地駕駛的日益增長需要，全球車載GPS與信息娛樂系統(tǒng)的未來發(fā)展方向主要體現(xiàn)在如何與駕駛員輔助信息系統(tǒng)融合方面：一是能與外部世界進(jìn)行信息交換的嵌入式導(dǎo)航解決方案將被視為駕駛員輔助信息系統(tǒng)必須具備的要素；二是車載導(dǎo)航與信息娛樂系統(tǒng)要向駕駛員輔助信息系統(tǒng)的升級(jí)。

圖2：車載導(dǎo)航與信息娛樂系統(tǒng)發(fā)展的方向和驅(qū)動(dòng)力。 5pvesmc

駕駛員輔助信息系統(tǒng)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力在于創(chuàng)新。例如，博世公司車載電子事業(yè)部銷售副總裁Rainer Kallenbach博士認(rèn)為，將來的駕駛員輔助信息系統(tǒng)必須“借助于傳感器以及超高性能電子系統(tǒng)”讓汽車看見車身周圍各處所發(fā)生的情況，這些傳感器和電子系統(tǒng)包括攝像頭、超生波、雷達(dá)傳感器以及汽車緊急制動(dòng)系統(tǒng)、可使汽車自行移入泊位的駐車輔助系統(tǒng)、配備智能化圖像解讀功能的照相系統(tǒng)等等，將來的駕駛員輔助信息系統(tǒng)將為駕駛員帶來更高的安全和舒適體驗(yàn)。 隨著具備導(dǎo)航、信息娛樂、移動(dòng)電視功能的手機(jī)逐漸浮出水面，中國電子科技集團(tuán)第20研究所陳凱表示，未來4~5年，中國以單機(jī)形式出現(xiàn)的汽車導(dǎo)航產(chǎn)品將逐漸向多功能方向發(fā)展，具備導(dǎo)航功能的Telematics信息終端產(chǎn)品將隨著3G的系統(tǒng)建設(shè)和普及，逐漸成為未來中國汽車導(dǎo)航市場(chǎng)的主流。 汽車OEM要密切關(guān)注Telematics平臺(tái)方案 要建立駕駛員輔助信息系統(tǒng)，創(chuàng)維汽車電子公司的市場(chǎng)總監(jiān)張海偉認(rèn)為，將來的車載導(dǎo)航和娛樂必須建立在基于CAN總線的車載計(jì)算平臺(tái)之上。在此，特別值得注意的就是汽車半導(dǎo)體廠商推出的Telematics平臺(tái)方案。 TRG首席分析師Phil Magney認(rèn)為，在用于Telematics的微處理器領(lǐng)域，飛思卡爾、瑞薩科技、英飛凌、三星電子、ARM、ST及TI引領(lǐng)著市場(chǎng)的發(fā)展，其中，飛思卡爾和瑞薩科技的市場(chǎng)占有率分別排名第一和第二。因此，掌握飛思卡爾和瑞薩科技的最新動(dòng)態(tài)，在一定程度上就將把握了未來Telematics的發(fā)展趨勢(shì)。 例如，借助于飛思卡爾的微處理器架構(gòu)，可以把GPS導(dǎo)航、Wi-Fi、藍(lán)牙以及所有的視聽處理功能都受控于一個(gè)Telematics微處理器，而飛思卡爾的MPC5121e能夠與車內(nèi)的其它處理器接口，從而把來自動(dòng)力總成、車身、底盤和安全傳感器的各種輸入信號(hào)送到儀表盤上顯示。Magney表示，明年飛思卡爾推出的Telematics微處理器將包含駕駛員輔助系統(tǒng)所需要的功能，如自適應(yīng)巡航控制、車道偏離報(bào)警、行人和碰撞規(guī)避系統(tǒng)、吊頂顯示器控制等等，到2010年，低成本的Telematics微處理器將足以成為低端車輛的標(biāo)準(zhǔn)配置。 在高速行駛的汽車中實(shí)現(xiàn)車道的快速識(shí)別，駕駛員輔助系統(tǒng)對(duì)芯片性能提出了較高的要求。瑞薩科技自動(dòng)車事業(yè)部副部長山內(nèi)直樹表示，為了解決這個(gè)難題，瑞薩推出了一款汽車導(dǎo)航+高精度圖像識(shí)別的SoC芯片SH7774，其中，集成了2D圖形引擎、音頻編碼器以及ATAPI、以太網(wǎng)、CAN等各種下一代車載導(dǎo)航系統(tǒng)中所必需的外圍模塊。它的出現(xiàn)為駕駛員輔助信息系統(tǒng)的構(gòu)建提供了支持。 目前，中國整個(gè)車載導(dǎo)航行業(yè)發(fā)展所面臨的最大挑戰(zhàn)在于“行業(yè)管理混亂”，許多汽車制造商目前提供的是彼此之間互相割裂的Telematics選項(xiàng)，如GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、免提電話、信息娛樂系統(tǒng)、收音機(jī)系統(tǒng)等；另一方面，隨著越來越多的消費(fèi)電子制造商扎堆汽車電子領(lǐng)域，在殘酷的惡性降價(jià)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境面前，大型汽車OEM廠商如何提高產(chǎn)品的附加值及縮短開發(fā)周期是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)，張海偉說。 為了加快汽車電子系統(tǒng)融合所帶來的軟件開發(fā)挑戰(zhàn)，瑞薩科技幾年前就成立了為車載信息娛樂和Telematics產(chǎn)品市場(chǎng)提供集成化通信業(yè)務(wù)解決方案的COMET聯(lián)盟；在日本還成立了專門針對(duì)汽車導(dǎo)航等SH-Navi聯(lián)盟；在中國，瑞薩與中國汽車技術(shù)研究中心(CATARC)攜手合作開發(fā)了基于CAN總線的智能汽車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。 飛思卡爾為了加強(qiáng)針對(duì)汽車Telemtics的軟件開發(fā)，成立了由獨(dú)立軟件工具成套工具提供商組成的MobileGT聯(lián)盟，其組成成員包括：飛思卡爾、摩托羅拉、IBM、QNX軟件系統(tǒng)、風(fēng)河、Green Hills軟件以及Engenuity Technologies的虛擬原型部分等。Magney表示，汽車電子OEM只要向MobileGT聯(lián)盟提供詳細(xì)的功能列表，就可以比較少的開發(fā)努力獲得集成的軟件模塊構(gòu)成的軟件包。因此，特別值得關(guān)注。 Microchip的全球汽車市場(chǎng)總監(jiān)Willie Fitzgerald指出，在選擇方案的過程中，除了芯片之外，開發(fā)支持工具是幫助汽車設(shè)計(jì)工程師克服開發(fā)周期期間所面臨的各種各樣挑戰(zhàn)的關(guān)鍵要素。為了支持汽車設(shè)計(jì)工程師有效地工作，需要像除錯(cuò)工具、編程器、編譯器、軟件庫、技術(shù)文件、應(yīng)用筆記、評(píng)估/演示板和參考設(shè)計(jì)這樣的支持工具。 對(duì)于Telematics的發(fā)展，啟明信息公司副總經(jīng)理吳建會(huì)表示，目前Telematics行業(yè)全世界每年都有幾千億美元的銷售規(guī)模，因此，是值得關(guān)注的重要發(fā)展方向。瑞圖萬方總裁王耿毅就舉例說，2007年中國已經(jīng)要求所有危險(xiǎn)品運(yùn)輸必備Telematics信息通信系統(tǒng)，這無疑將為中國Telematics市場(chǎng)注入發(fā)展動(dòng)力。 多維定位技術(shù)助力GPS導(dǎo)航精度提升 目前，用于信息娛樂系統(tǒng)的傳感器市場(chǎng)呈現(xiàn)了往GPS導(dǎo)航應(yīng)用一邊倒的趨勢(shì)。汽車廠商對(duì)導(dǎo)航傳感器的要求主要有三點(diǎn)：功能越來越強(qiáng)、操作越來越簡(jiǎn)單以及價(jià)格越來越低。而對(duì)于傳感器廠商來說，定位精度則是其爭(zhēng)奪市場(chǎng)的關(guān)鍵性能，因此，多維定位技術(shù)漸漸成熟起來。 例如，霍尼韋爾(Honeywell)公司與德思達(dá)(香港)有限公司近日聯(lián)合發(fā)布了一個(gè)“七合一”(三軸方向+三軸姿態(tài)+高度)的多功能傳感器模塊HCS01。該模塊包括一個(gè)三軸加速度傳感器、一個(gè)氣壓傳感器、兩個(gè)磁阻傳感器(分別為Z軸和XY軸)以及內(nèi)置ASIC數(shù)字補(bǔ)償芯片和EEPROM存儲(chǔ)器，全數(shù)字量輸出，封裝尺寸僅為6.5×6.5×1.2mm，并具有外掛濕度電阻接口?；裟犴f爾(中國)有限公司傳感器與控制業(yè)務(wù)部經(jīng)理方均指出：“HSC01高度集成，體積小，功能強(qiáng)大。運(yùn)用我們提供的軟件，這款產(chǎn)品應(yīng)用起來簡(jiǎn)單方便，打個(gè)比方，與以前的應(yīng)用方式相比，就如同Windows代替DOS操作系統(tǒng)一樣?！? 博世傳感器(Bosch Sensortec)與Nemerix也于近日共同開發(fā)出結(jié)合GPS傳感器與氣壓傳感器來判斷行駛車輛所在位置高度的傳感器“SMD500”。通過將氣壓檢測(cè)數(shù)據(jù)和GPS測(cè)得的低分辨率的高度數(shù)據(jù)相結(jié)合，能夠檢測(cè)出鉛直距離相隔10m以上的其他道路上的車輛位置。由于能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)出車輛高度，在三葉草型的高速道路以及道路上下層疊的地方，該產(chǎn)品能準(zhǔn)確、及時(shí)地提供出口信息及道路變更信息。 無線/有線連接和系統(tǒng)集成創(chuàng)新是需求熱點(diǎn) NXP公司認(rèn)為，隨著多種娛樂和信息設(shè)備(包括MP3、蜂窩電話、便攜式視頻播放機(jī)、移動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng))在汽車中的普及應(yīng)用，將需要一種Wireless USB把這些設(shè)備連接起來，預(yù)計(jì)這種無線USB將在2007年底實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。NXP公司還提出了一種與配備NFC和導(dǎo)航功能的蜂窩電話配套的“連接鑰匙”新概念，利用車載導(dǎo)航系統(tǒng)提供的信息，可以用于在停車場(chǎng)尋找汽車。 NXP公司戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)開發(fā)副總裁Kurt Sievers表示，公司計(jì)劃在2010年推出一種構(gòu)建在專有SoC周圍的平臺(tái)方案，將把GSM或3G數(shù)據(jù)無線電鏈路與安全芯片組合起來，這種通過CAN總線連接到電子地圖的設(shè)備，能夠把定位數(shù)據(jù)發(fā)送給Telematics解決方案提供商以及其它服務(wù)提供商，其應(yīng)用包括即時(shí)緊急呼叫系統(tǒng)、車隊(duì)管理系統(tǒng)、或被盜車輛跟蹤系統(tǒng)。 SiGe半導(dǎo)體公司負(fù)責(zé)GNSS解決方案的產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Malcolm Lomer表示，可配置軟件基帶處理的技術(shù)有望把Galileo/GPS的價(jià)格降低了50%以上，最終使芯片達(dá)到“1美元價(jià)格點(diǎn)”，與此同時(shí)，兼顧藍(lán)牙、Wi-Fi在汽車電子設(shè)備中的應(yīng)用。 在有線連接方面，Strategy Analytics預(yù)測(cè)，到2012年全球?qū)⒂?,360萬臺(tái)語音控制的多媒體信息娛樂系統(tǒng)交付使用。在此，就涉及解決不同的音頻、視頻和連接性應(yīng)用的組合問題，為此，NXP公司推出了一款Trimedia DSP芯片，其技術(shù)支持對(duì)iPod的連接。NXP公司負(fù)責(zé)汽車娛樂解決方案的市場(chǎng)和戰(zhàn)略總監(jiān)Torsten Lehmann表示，Trimedia DSP為設(shè)計(jì)工程師提供了一種把娛樂、信息和服務(wù)無縫地集成起來的解決方案。 此外，手持個(gè)人導(dǎo)航設(shè)備(PND)如何與車載駕駛員輔助信息系統(tǒng)融合一直是行業(yè)所探索的課題。Alpine和富士通公司認(rèn)為，把車載視聽系統(tǒng)與PND相結(jié)合，構(gòu)成“可拆卸PND的車載視聽系統(tǒng)”有望成為未來汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。整個(gè)系統(tǒng)類似就是一個(gè)以導(dǎo)航及信息娛樂為中心的駕駛員輔助信息系統(tǒng)，其中，就要提出了對(duì)PND與視聽系統(tǒng)接口的需求，這對(duì)汽車半導(dǎo)體廠商來說是一個(gè)機(jī)會(huì)。 PND領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)之一是如何提高PND的定位精度。Alpine和富士通公司認(rèn)為，通過在PND中增加氣壓傳感器和加速度傳感器，可以在隧道、地下通道、大樓之間等GPS信號(hào)接收不穩(wěn)定的場(chǎng)所，修正汽車位置并指示道路信息。與此同時(shí)，通過獲取車速脈沖信號(hào)，從而提高汽車本身的定位精度。 本文小結(jié) 正如遠(yuǎn)峰國際有限公司高級(jí)技術(shù)市場(chǎng)經(jīng)理崔幼璟博士所說，汽車前裝的導(dǎo)航和信息娛樂產(chǎn)品在未來將趨于融合，更多的娛樂、信息、通信功能，如數(shù)字電視、多媒體播放器、辦公系統(tǒng)、車載電話和網(wǎng)絡(luò)等，將被集成在一起，這種多功能一體機(jī)將成為中高端汽車的標(biāo)準(zhǔn)配置。在后裝市場(chǎng)，車載的多功能一體機(jī)和便攜式導(dǎo)航、信息娛樂產(chǎn)品將給用戶提供更多的選擇。