车身电子集中与分布式控制并驾齐驱

　　随着人们对于舒适和安全需求的不断增强，车身电子中集成的功能模块也在不断增加，并且一些原来只在高端汽车中的功能正向低端车转移。不过，总的来说，不同类型的汽车中，需要的车身控制模块(BCM)数目不一样，电子控制模块(ECU)数目也不一样。瑞萨科技有限公司汽车电子市场中心总经理堀田慎吉指出：“从小型/经济型汽车到大型/豪华汽车，使用的BCM和ECU数目各不相同。一般而言，小型/经济型车中，10~12个ECU(2~4个BCM)比较多见；高端大型/豪华汽车中，通常为70~120个ECU(20~40个BCM)，比如BMW7系、奔驰S级和雷克萨斯LS460等。”

　　李世铭：迄今为止，分布式架构的使用率约为零，但相信今后它的使用率将会达到10%。

　　英飞凌汽车电子资深市场工程师李世铭进一步对不同类型的汽车所含的功能进行了解释：“在低端汽车中，BCM的主要功能是控制照明装置和HAVC(通风、供暖和空调)；在中端汽车中，BCM的主要功能包括控制照明装置、车门、HAVC、车镜、电动车窗等等；在高端汽车中，它除了具备中端汽车中的功能外，还可控制电动座椅、防夹电动车窗以及具备电动后备箱/行李箱、转向集成模块(Column Integration Module)和中央控制模块等功能。目前欧洲强制规定，所有汽车BCM必须具备自动跛行回家(limp home)、高级前端车灯系统(AFS)和昼间行车灯等功能。”

　　总的来看，汽车车身电子消耗半导体器件占整车半导体用量的20~25%。据Strategy Analytics统计，2006年全球车用半导体需求为166亿美元，其中BCM中半导体需求为35亿美元。预计到2010年，整个汽车半导体市场为222亿美元，而届时BCM的半导体规模将达50亿美元。

　　但飞思卡尔汽车微控制器运营部产品市场经理Manuel Alves认为BCM占汽车电子总数的比例应该更大一些，“车身电子占到整个汽车电子的35~40%。”另外他指出，对于采用不同总线架构的车身电子，BCM模块数目也不一样。他说道：“在集中式架构中，模块数量较少但功能齐全，而分布式结构的特征是具有更多小型遥控模块，通过CAN或者LIN通信协议远程连接。”他继续说道：“分布式架构的车身电子是未来的趋势，基于CAN和LIN的车身电子从2000开始进入汽车，预计此类架构在2010年时可占车身电子市场的75%左右。”

　　预计到2010年，整个汽车半导体市场为222亿美元，而届时BCM的半导体规模将达50亿美元。

　　然而，其他一些厂商的估计远没有这么乐观，英飞凌的李世铭就认为迄今为止，分布式架构的使用率约为零，但相信今后它的使用率将会达到10%。

　　虽然业界都对车身电子向分布式架构发展这一趋势表示认同，但对于其发展的轨迹和CAN/LIN总线的实现方式却表示出了不同的看法。

　　集中式控制仍是主流，所有汽车中不可或缺

　　瑞萨的堀田慎吉指出，集中式控制由一个或两个BCM控制车身功能，目前主要用在小型/经济型汽车中，因为此类汽车的车身控制功能不多，仅有少量的如车灯、 雨刷、电动车窗和HVAC需求。电源信号直接连接到每个功能的执行机构(马达和信号灯)和传感器，开关信号直接连到BCM。其优势是成本低，线束少，而不足之处是控制功能有限。每个功能独立工作，同步操作比较困难。

　　李世铭进一步补充道，集中控制的优势是可以采用大型PCB，系统架构简化，而劣势正是PCB设计非常复杂，需要更多地布线，电路板具备更大的功耗，并且不易冷却。由于是单控制器结构，所有的功能都集中在一块电路板上，所以该架构通常不需要采用CAN或LIN总线。BCM由标准串行接口(UART或时钟串行接口)连接，或者使用简单的开关信号即可。与瑞萨的堀田慎吉观点不同，李世铭指出这种架构适用于所有车型，并不只是经济型小车。“因此，我们认为目前纯分布式架构的使用率仍是零。”他说。

　　但是，飞思卡尔的Manuel Alves并不完全赞同以上两位的观点，他认为集中式控制中也需要采用CAN或LIN，并且，高端汽车的分布式架构中也会采用集中式控制。他指出：“虽然采用集中式控制是低端汽车更具成本效益的途径，其功能和线缆是可管理的，通过少数几个主模块就可以控制。然而，在一些高档汽车中虽然有很多分布式功能，但也有很大的集中式车身控制模块，而主模块则变成重置系统、故障诊断和存取控制等功能的中央点。”他接着说道：“这也意味着集中式控制需要在模块级别上更多的整合，因此需要更多工程设计。这些模块一般都具有很多功能，包括一些多重CAN和LIN之间的网关功能，这样可以在必要时缓解处理的压力，以保证总线的响应时间。”在此种架构中，LIN和CAN的使用目的都是为了使模块数目最小。LIN可能只用在一些特殊情况下，如做为备选模块时使用。

　　针对集中式架构，各厂商都有非常多的产品线。瑞萨的堀田慎吉表示：“由于只具有标准功能，无需CAN或者LIN接口，瑞萨所有车用MCU可以用于集中控制架构。”而飞思卡尔的Manuel Alves则表示：“我们的高端产品通常能提供独特的功能，比如S12X上的全新模块XGATE，或者用于电压调节的集成诊断和保护，还有一些集成在飞思卡尔系统基础芯片(SBC)上的物理层收发器等，从而使我们的客户可以不断创新。”