来源：silicon laboratories 作者：keith odland, product manager, mcu products, silic

    消费者的买车习惯正在转变，这也带动了汽车电子产业的增长。汽车制造商每年都为载客车辆增加更多新型或加强型电子元器件，使得车身电子系统目前的增长率比汽车产量还高出四倍。

    目前在新功能或加强功能的某些趋势是增加更复杂的电子元器件，以便提高品牌声誉和竞争差异性，同时让消费者更安全舒适。例如复合动力电动车就像把ipod®连接到汽车娱乐系统一样，现已成为一种流行时尚。消费者还把手机与整合型免持听筒装置之间的蓝牙连结视为标准配备。

    复杂功能

    这些特色仅是冰山一角，其它精心设计的复杂功能虽不会被乘客看到或摸到，却会影响他们的行车经验，这些功能也逐渐导入汽车设计。感应照明系统、多轴调整座椅、智能型天候控制系统、防撞系统和动力巡航控制在21世纪汽车市场变得格外重要。消费者甚至期望车商提供高质量的仪表板功能。要将这些先进功能导入汽车系统往往需要付出代价。

    汽车电子设计人员的一项挑战是迅速推出新的电子元器件，提高乘客的舒适性、安全保护和其它加强功能。设计人员必须缩短整体的设计与认证时间和增强现有系统功能，并且不能影响日益严格的质量与可靠性要求和成本目标。为了克服这些挑战，汽车电子设计人员需要集成度更高的解决方案以便提高系统的功能密度。混合信号元器件的高功能集成就是很有吸引力的一项替代方案。

    捕捉、运算和通讯

    几乎所有的嵌入式汽车电子系统都必须执行捕捉、运算和通讯等三种功能。“捕捉”是从实际世界取得信息，再将它转为数字形式。这可能是车胎监控系统的压力传感器所传来的模拟电压，或是碰撞侦测感应器i/o接脚的上升沿波形，这个感应器可能会连接到安全气囊的触发系统。“运算”是指在应用环境下处理数字信息的能力，例如安全气囊控制器可能在极短时间内就决定不启动安全气囊，因为它发现座位上有小孩。“通讯”是指将处理结果传送给其它需要该信息的系统，譬如启动指示灯就是很简单的例子。其它复杂功能可能会通过网络总线把排气系统的一氧化碳含量告知引擎管理计算机，以便提高燃油的氧气混合比例。解决方案的有效性最终将由系统执行这三种功能的程度决定。

    新设计挑战

    油箱感测是一个很好例子，说明汽车电子设计人员所须面对的挑战。仅在几年前，油量传感器还是一个相当直接的设计问题。它包含一个简单的浮筒装置，上面有扫描式碳刷接触着电阻性表面，它会使得模拟输出电压正比于油箱的剩余油量。但对今日汽车而言，通常必须等到平台设计快结束时才会开始油箱设计，而且多半要利用任何尚未使用的空间。这可能使得油箱的形状怪异，容量也不再与液面高低成正比，这会让浮筒系统的设计变得很复杂。更重要的是，替代燃料的出现和燃料衍生物让油箱的燃料成份变得很重要。举例来说，汽油与乙醇燃料的比例会影响点火、燃烧时间和废气排放等引擎动力特性。厂商现已认为新一代油箱传感器必须能决定燃油成份，同时将这项信息提供给汽车的其它电子控制系统。这使得过去被认为很简单的感测设计现已变为一种复杂的分析控制挑战。

    值得注意的是，几乎车内的所有系统都在扩充功能。主动式露点 (dew-point) 控制器正在取代挡风玻璃除雾功能，它可以避免或排除水滴凝结所需的条件。雨水感应雨刷系统则会把马达控制和雨水感应功能整合为一套系统。下一代防夹车窗与天窗的关闭则是这些安全系统的微电子元器件所需整合的另一代表性应用。

    第一代防夹技术

    第一代防夹设计通常包含一套由电动马达驱动的机械驱动系统。马达电流由一颗控制器监测，然后与代表失速状态 (stall condition，亦即马达转动受阻) 的固定临界值比较；只要达到该临界值，车窗方向就会从上升反转为下降。这套系统如图1所示。

    图1：第一代防夹车窗升降系统的控制图