人機(jī)接口/信息娛樂(lè)/觸控 - 連接車(chē)載應(yīng)用與系統(tǒng)，深度解析汽車(chē)接口技術(shù)

　　PEPS最近越來(lái)越受歡迎，這不僅因?yàn)樗邆浔憷裕ㄓ脩粼僖膊恍枰诙道锩麒€匙，然后按開(kāi)門(mén)鍵解鎖車(chē)門(mén)），而且因?yàn)橄M(fèi)者越來(lái)越能夠接受從“擰鑰匙啟動(dòng)車(chē)輛”到“一鍵啟動(dòng)車(chē)輛”的范式轉(zhuǎn)變。PEPS系統(tǒng)結(jié)合使用了LF和RF無(wú)線技術(shù)。人們對(duì)于PEPS系統(tǒng)尤其感興趣的是，要求其能夠測(cè)量車(chē)鑰匙相對(duì)于汽車(chē)的位置。一旦獲得該信息，汽車(chē)就能解鎖車(chē)門(mén)（車(chē)鑰匙位于車(chē)外），防止意外鎖車(chē)（車(chē)鑰匙位于車(chē)內(nèi)），或允許用戶啟動(dòng)車(chē)輛（車(chē)鑰匙位于車(chē)內(nèi)）。

　　在認(rèn)識(shí)到消費(fèi)者對(duì)系統(tǒng)解決方案－而不僅僅是對(duì)“芯片”－感興趣之后，Atmel幾年前開(kāi)始著手開(kāi)發(fā)可在其上開(kāi)發(fā)RKE、IMMO和PEPS系統(tǒng)的無(wú)線通信協(xié)議棧，并免費(fèi)向客戶提供這些協(xié)議棧。所有協(xié)議棧均向客戶免費(fèi)開(kāi)放和提供，允許客戶在他們的系統(tǒng)中使用和/或修改它們。這一舉措促進(jìn)了競(jìng)爭(zhēng)和互操作性，讓市場(chǎng)各方力量能夠?yàn)橄M(fèi)者降低系統(tǒng)成本。此外，它還將這些協(xié)議棧公之于眾，供專(zhuān)家進(jìn)行同行評(píng)審，以便改進(jìn)協(xié)議抵御外部攻擊的能力。所有協(xié)議棧均采用128位AES加密算法進(jìn)行安全快速的身份驗(yàn)證，而且每一個(gè)協(xié)議棧均具備獨(dú)特的可配置性，可提高設(shè)計(jì)靈活性。

　　為了協(xié)助工程師開(kāi)發(fā)汽車(chē)門(mén)禁設(shè)計(jì)，Atmel還提供ATAK51003評(píng)估工具包，它是一個(gè)完整的系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)，可為遙控?zé)o鑰匙門(mén)禁（RKE）、無(wú)源開(kāi)鎖/無(wú)源啟動(dòng)（PEPS）和發(fā)動(dòng)機(jī)防盜鎖止（IMMO）應(yīng)用提供最新的器件和開(kāi)源無(wú)線協(xié)議。

　　人機(jī)接口/信息娛樂(lè)/觸控

　　近年來(lái)經(jīng)歷了重大創(chuàng)新的一個(gè)汽車(chē)電子領(lǐng)域就是觸控感測(cè)技術(shù)，它極大改變了用戶與各種車(chē)輛控制功能之間的交互方式。無(wú)論它們通過(guò)什么方式實(shí)現(xiàn)－按鍵、輪子、滑塊、觸摸板或觸摸屏，觸控感測(cè)控制技術(shù)正逐漸滲透到眾多應(yīng)用之中。這些應(yīng)用最初被用于導(dǎo)航和信息娛樂(lè)，目前則包括車(chē)內(nèi)氣候控制以及中控面板上的其它控制功能。這些功能可替代傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)，或借助按壓機(jī)械按鍵之前的觸控預(yù)感測(cè)功能改進(jìn)這些開(kāi)關(guān)。

　　近距感測(cè)功能用于在用戶手指靠近模塊時(shí)喚醒它。例如，位于車(chē)門(mén)把手中的近距傳感器現(xiàn)在可用于喚醒和啟動(dòng)用于驗(yàn)證用戶車(chē)鑰匙的無(wú)源開(kāi)鎖系統(tǒng)。

　　圖6 – 汽車(chē)觸控應(yīng)用舉例

　　Atmel提供一系列通過(guò)汽車(chē)認(rèn)證、性能卓越、響應(yīng)迅速、定位精準(zhǔn)、甚至支持戴手套操作的觸摸屏控制器。maXTouch系列觸摸屏控制器最大支持16點(diǎn)觸控和14英寸及以上的觸摸屏，并可在−40至+105°C的溫度范圍內(nèi)工作。

　　對(duì)于大多數(shù)基于觸摸屏或觸摸板的應(yīng)用而言，抗擾能力是一個(gè)主要問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)觸摸屏控制器中的多種濾波算法加以解決，它們可以確保觸摸屏即使在噪聲很大的環(huán)境中依然能夠平穩(wěn)運(yùn)行。將某個(gè)觸摸屏應(yīng)用連接至一個(gè)ECU時(shí)，需要使用CAN總線，因?yàn)閷?duì)于此類(lèi)應(yīng)用而言，LIN的傳輸速率太低。只要它們位于同一輛汽車(chē)上，觸控感測(cè)控制器通常通過(guò)I2C或SPI與主控MCU/MPU通信。

　　Atmel有一個(gè)名為AvantCar™（見(jiàn)圖7）的技術(shù)展示概念，它是一個(gè)全功能的汽車(chē)中控臺(tái)。該中控臺(tái)配有兩個(gè)大型弧形觸摸屏顯示器，但沒(méi)有配備機(jī)械按鍵。它采用了XSense®觸摸傳感器、maXTouch®控制器、QTouch®技術(shù)、通過(guò)汽車(chē)認(rèn)證的MCU以及用于控制環(huán)境照明的LIN驅(qū)動(dòng)器。

　　圖7 – Atmel的AvantCar中控臺(tái)概念

　　結(jié)束語(yǔ)

　　從今以后，汽車(chē)OEM廠商將尋求集成更多的控制功能。一輛現(xiàn)代汽車(chē)可能配有多達(dá)50個(gè)或更多的ECU、多條CAN總線和更多的LIN總線。整合多種ECU功能將給可用的總線帶寬帶來(lái)更大壓力，并有可能加快CAN-FD、FlexRay、Ethernet等其它總線技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用。FlexRay擁有一個(gè)差分總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，速率高達(dá)10 Mb/s。汽車(chē)Ethernet提供100 Mb/s的數(shù)據(jù)速率。CAN總線的衍生品包括CAN-FD和CAN-PN，它們也在汽車(chē)電子應(yīng)用領(lǐng)域找到了立足之地。作為我司基因的一部分，我們將繼續(xù)運(yùn)用我們的技術(shù)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，推動(dòng)這些應(yīng)用領(lǐng)域不斷向前發(fā)展。

　　本文選自電子發(fā)燒友網(wǎng)7月《汽車(chē)電子特刊》Change The World，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處！