无线技术让汽车制造商能够移除电缆

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发展。过去，电气连接驱动基本功能，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对有线和无线介质方面显著提高性能连接的驱动力。巨大的推动力来自应用领域，包括人工智能（AI）、车对车通信（V2X）、自动驾驶和无线（OTA）更新。

我们在连接方面遇到的大多数创新要么是使车辆更安全，要么是增强用户体验。前者增加了额外的传感器和摄像头、制动辅助以及汽车ADAS（高级驾驶员辅助系统）功能的一系列附加功能。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，各个子系统用于处理特定功能。但是这些子系统并没有相互交流。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，因为同一个子系统，只需最小的调整，就可以处理多种功能。甚至关键任务功能也是如此，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、较高成本和反射导致的潜在信号完整性问题方面确实存在局限性。节点可能会很快被当今需要连接到如此多传感器的电子设备消耗掉。

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。随后在汽车中集成了蓝牙，将手机连接到车辆以支持免提驾驶，从而提高安全性。蓝牙在车辆中的使用已经扩大，现在几乎总是作为车载信息娱乐（IVI）系统的一部分，并且已经扩展到通过智能手机进入车辆和点火控制。

汽车领域的一个关键创新是采用无线电池管理系统。虽然尚未完全被接受，但由于多种原因，它正被广泛采用，包括它从车辆上消除了大量繁重且昂贵的布线。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。这些屏幕曾经只是在仪表板上。现在，除了在仪表板上有多个屏幕，用于娱乐和信息目的外，它们还位于后座。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互联汽车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。

虽然有人将关键任务功能卸载到无线介质，但对此存在一些犹豫。无线技术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是希望转向无线的常见原因。

无线还是不无线，这是个问题

显然，安全和安保在这里都发挥着巨大的作用。如果汽车制造商不能以接近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切断的恐惧。

在无线技术真正接管汽车之前，仍然必须进行相当数量的测试。恐惧就在那里，有时是真实的，有时是感知的。例如，如果您开车经过人口稠密的地区，例如城市街道，则发生的 2.4 GHz 和 5 GHz 传输量是巨大的。如果这干扰了通过汽车的信号，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，消除电缆可以立即降低成本。无线收发器的溢价不等于布线成本，所以这是一个胜利。其次，可以节省燃料，因为更少的布线导致车辆更轻，从而转化为更好的燃油经济性。

从功率的角度来看，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超过了消耗。当车辆不运行时，尤其是当它长时间处于休眠状态时，可能会出现问题。无数的电子设备大多处于睡眠模式，但它仍然消耗少量电力。

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，您只需拔出模块，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，甚至无需删除它。

模块化方法适用于更离散的设计，将智能定位在汽车的不同位置。与更集中的“大脑”相反，离散设计可能会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，如仪表盘。

您也可以采取区域方法，在汽车后部有一个“区域”，用于处理刹车灯、行李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，但大部分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。这种趋势看不到尽头，至少在可预见的未来是这样。它发生有很多很好的理由：提高安全性和安全性，降低成本，改善油耗等等。

审核编辑：郭婷