无线技术让汽车制造商移除电缆

　　作者：Jeff Kelley，Bradley Evans

　　实现汽车连接的技术正在以惊人的速度加速。过去，电气连接驱动着基本功能，由于可靠性和性能有限，甚至不考虑无线连接。

　　对更好技术的需求推动了在有线和无线介质方面显着提高性能连接的驱动力。最大的推动力来自人工智能（AI），车对车通信（V2X），自动驾驶和无线（OTA）更新等应用领域。

　　我们在连接性方面遇到的大多数创新要么是为了让车辆更安全，要么是为了增强用户体验。前者增加了附加传感器和摄像头，制动辅助以及汽车ADAS（高级驾驶员辅助系统）功能等功能。后者通常面向信息娱乐子系统。

　　汽车中的有线技术可以追溯到汽车的早期。最初，单个子系统用于处理特定功能。但这些子系统并没有相互通信。它们独立于其他子系统执行其功能。这种“断开连接”的架构通常工作正常，但它创造了大量的冗余，因为相同的子系统，只需最小的调整，就可以处理多种功能。对于关键任务功能也是如此，例如发动机和变速箱控制，安全气囊展开，制动辅助（与雷达技术相结合）等。

　　进入控制器局域网（CAN）总线，突然可以连接各种子系统。CAN非常可靠，但在节点数量、较高成本和由于反射导致的潜在信号完整性问题方面确实有其局限性。这些节点可以非常迅速地被当今需要连接到如此多传感器的电子设备所消耗。

　　无线终于出现

　　汽车无线连接的首批例子之一是胎压监测。这些系统采用短距离、低比特率信号，因为来自每个轮胎的信息量非常小。随后在汽车中加入了蓝牙，将手机连接到车辆，以支持免提驾驶，以提高安全性。蓝牙的使用已经在车辆中得到了扩展，现在几乎总是被发现是车载信息娱乐（IVI）系统的一部分，并且已经通过智能手机扩展到车辆进入和点火控制。

　　汽车领域的一项关键创新是采用无线电池管理系统。虽然尚未完全接受，但由于多种原因，它正变得越来越广泛地采用，包括它从车辆上移除了许多沉重且昂贵的布线。在之前的博客中阅读有关无线BMS的更多信息。

　　随着为车辆添加更多屏幕的推动，蓝牙和WiFi的进一步扩展变得必要。这些屏幕一次只是在仪表板上。现在，除了在仪表板上有多个屏幕，无论是出于娱乐目的还是信息目的，它们还在后座上。英飞凌提供的蓝牙和WiFi收发器可以提高OEM的信心水平，因为该公司的产品组合包含符合汽车标准并具有长期可用性的设备。

　　具体而言，英飞凌AIROC™系列WiFi和蓝牙组合解决方案非常适合当今联网汽车中的信息娱乐和远程信息处理系统。这些设备允许驾驶员和乘客轻松地将内容从移动设备同步和流式传输到汽车的信息娱乐系统和后座显示器，同时实现车辆外部的高速连接。这些器件可在 2.4、5 和/或 6 GHz 频段工作，并提供多输入、多输出 （MIMO） 支持。

　　虽然有将关键任务功能卸载到无线介质的举动，但要做到这一点却有些犹豫。对无线的信心水平远远高于几年前，但仍有很大的增长空间。更少的电缆和更少的重量播放是希望转向无线的常见原因。

　　到无线还是不到无线，这就是问题所在

　　显然，安全和安保都在这里发挥着巨大的作用。如果汽车制造商不能以近乎100%的信念保证安全性，安全性和可靠性，那么它就不会发生。蓝牙和WiFi标准的修订在提高OEM的信心水平方面做得很好，但在我们在汽车的关键任务领域看到它之前，它还有很长的路要走。相反，无线选项消除了对电线被无意中切断的恐惧。

　　在无线真正接管汽车之前，仍然必须进行相当多的测试。恐惧就在那里，有时是真实的，有时是感知。例如，如果您开车穿过人口稠密的地区，例如城市街道，则发生的2.4和5 GHz传输量是巨大的。如果这干扰了穿过汽车的信号，即使是以最小的方式，结果也可能是有问题的。

　　从节省成本的角度来看，无线方法非常有吸引力，原因有两个。首先，消除电缆是立即降低成本。无线收发器的溢价不等于布线的成本，所以这是一个胜利。其次，节省了燃料，因为更少的布线导致更轻的车辆，从而转化为更好的燃油经济性。

　　从动力的角度来看，当汽车运行时，功耗几乎可以忽略不计，因为移动车辆产生的能量远远抵消了消耗。当车辆不运行时，尤其是长时间休眠时，它可能会成为问题。无数的电子设备大多处于休眠模式，但它仍然消耗少量的功率。

　　模块化方法

　　汽车设计的模块化方法也产生了积极的影响，特别是在维护方面。当系统需要维修时，只需拔出模块，将其连接到测试和调试仪器，如果需要，更换整个模块。OTA技术也可以在这里发挥作用，因为您可以无线测试和分析模块，甚至无需将其移除。

　　模块化方法适用于更离散的设计，将智能位于汽车的不同位置。与更集中的“大脑”相反，离散设计可能导致未使用的计算能力。目前，中央计算机用于不太关键的任务功能，如信息娱乐系统和其他以驾驶舱为中心的功能，如仪表板。

　　你也可以采取区域性的方法，在汽车后部有一个“区域”，用于处理刹车灯、后备箱执行器和燃油泵等东西。虽然它们需要以某种方式连接到中枢大脑，但大多数处理都停留在该区域内。

　　如您所见，现代汽车中的半导体含量正在增长，并且增长迅速。这是一个看不到尽头的趋势，至少在可预见的未来是这样。它发生有很多很好的理由：提高安全性，降低成本，提高油耗等等。

　　审核编辑：郭婷