半导体技术汽车中的应用分析及其发展方向－汽车设计与制造资讯-造车网

(汽车电子网)近几十年来,汽车技术的发展和进步是以越来越多的电子技术应用紧密联系在一起的。电子技术在在汽车里的广泛应用提高了汽车的性能,有效降低了排放,有力地推进了汽车安全性和可靠性。而汽车电子的进步又总是和汽车半导体的进步密不可分。汽车电子的革新对半导体技术提出了新的挑战,而半导体技术的创新又为汽车电子的进步提供了必不可少的条件。动力系统作为汽车电子里最重要的核心系统之一,半导体技术更是起到了非常重要的作用。半导体器件作为动力系统的基本组成部分,直接影响到整个系统的规划,布局和系统控制战略。下面从微处理器,传感器和汽车功率器件等几个方面介绍半导体技术在汽车动力系统里的应用,创新以及对汽车半导体未来的展望。

随着汽车性能包括排放,可靠性和安全性的不断提高,一代又一代汽车的动力系统发生了非常大的变化。如果比较这一代又一代的汽车动力控制系统,我们会发现,传感器,执行器的数量明显的增加了,控制系统的复杂程度也大大提高了。

为了更有效控制的汽车动力系统,越来越多的传感器被应用到系统当中。传感器可以更准确的各种测量物理参数,以便于系统了解当前的状态,为准确有效的控制提供了可能。一代又一代微处理器的推出,为动力系统提供了越来越强的实时运算能力。半导体功率器件的不断更新和进步,使得执行器,如引擎点火,喷油嘴,结气门体等的控制更加准确和有效。

汽车微控制器的进步和革新

随着汽车应用中对于油耗,排放还有动力性能更高的要求,微处理器面临着巨大的挑战。为了适应以上提到的要求,微处理器在中央处理器运算能力,信号采集以及外设方面,以及对于执行器的控制能力方面都得到了很大的发展。

动力系统的革新和进步,往往和排放法规的推出联系在一起。作为动力系统革新的推动力,新的排放法规的出台总是推动着动力系统的更新换代。为了达到欧2的标准,8位微处理器就足以满足要求。英飞凌的8位微处理器C505今天依然被广泛的使用在这样的系统中。从90年代初开始,由于系统对于微处理器要求的提高,16位微处理器逐渐开始应用在动力系统当中。英飞凌16位微处理器C167以卓越的实时处理能力在市场上得到了广泛的认可。从而在汽车的嵌入式系统中得到了非常广泛的应用。

半导体技术汽车中的应用分析及其发展方向 - 1
表:I型试验排放限值及法规执行日期。

半导体技术汽车中的应用分析及其发展方向 - 2

图1:发动机及其管理系统的组成。

C167的内核以及外围设备都是为引擎应用量身定作的。比如用于产生控制信号的功能单元,用于优化点火以及喷油的模数/数模转换器等等都为引擎控制系统提供很多方便。正是由于这些独特的功能使得英飞凌16位单片机至今依然被广泛的应用于动力系统当中。

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