中國汽車行業繼續穩坐全球汽車產銷量第一的“寶座”，但隨之而來的卻是一連串的社會問題：原油對外依存度超過50%的國際公認安全警戒線；汽車尾氣占城市廢氣超過65%…..新能源汽車為全球解決傳統能源汽車帶來的環境問題和能源問題提供了最佳的機會，成為全球持續關注的熱點。在近日舉行的中國（重慶）汽車電子高峰論壇上，基於新能源汽車的電子設計也成為熱點話題。

　　“其qi實shi，除chu了le不bu一yi樣yang的de驅qu動dong方fang式shi，新xin能neng源yuan汽qi車che與yu傳chuan統tong汽qi車che並bing無wu本ben質zhi的de區qu別bie
，更geng佳jia的de駕jia駛shi與yu乘cheng坐zuo體ti驗yan和he更geng高gao安an全quan性xing依yi然ran是shi汽qi車che設she計ji的de主zhu要yao挑tiao戰zhan。”富士通半導體（上海）有限公司市場總監王鈺指出，“在舒適性和安全性上
，視頻技術獲得越來越廣泛的應用，而電機作為新能源汽車的核心部件，高效率、高性能的控製技術是實現舒適性和安全性的重要保障。”在本屆論壇上，富士通向中國汽車電子廠商和整車廠商展示了解決新能源汽車設計挑戰的領先汽車電子係統解決方案。

　　電機控製是新能源汽車的關鍵

　　變頻概念近年來成為包括空調、洗衣機、電冰箱等家電產品的絕對熱點，其中的關鍵即是電機的控製技術。而作為新能源汽車的核心部件，電動汽車電機控製要求更高——電機的平穩運轉、快速啟動和製動以及電機效率背後都涉及到電機控製的關鍵技術，將直接關係到電能利用效率、整車性能
、駕駛體驗以及車輛行駛安全。

　　作為傳統消費和工業電機控製方案的全球主要供應商
，富士通在新能源汽車電機控製上也走在了前列，其32位電機控製MCU MB91F267NA已經取得不少成功應用。日前，富士通再次針對新能源汽車對電機控製的獨特需求，發布了3款電動汽車電機控製MCU MB91580係列。作為高性能32位閃存嵌入微控製器(MCU)的FR家jia族zu成cheng員yuan，該gai係xi列lie產chan品pin可ke廣guang泛fan應ying用yong於yu電dian動dong汽qi車che和he混hun合he動dong力li汽qi車che的de電dian機ji控kong製zhi。該gai係xi列lie節jie能neng汽qi車che驅qu動dong電dian機ji控kong製zhi芯xin片pian擁yong有you專zhuan用yong嵌qian入ru旋xuan轉zhuan變bian壓ya器qi感gan應ying器qi接jie口kou，能neng夠gou開kai拓tuo性xing地di控kong製zhi電dian動dong汽qi車che和he混hun合he動dong力li汽qi車che中zhong使shi用yong的de三san相xiang電dian機ji。

　　圖1：電機控製MCU發展路線圖

　　隨著新能源汽車技術逐漸成熟，電機控製係統麵臨越來越高的要求：用於無傳感器矢量控製的複雜算法和高級建模需要出色的處理能力；需要具有性能、效率、易用性以及成本方麵的綜合優勢。MB91580係列就內置可適用於電動及混合汽車電機控製的CPU內(nei)核(he)和(he)外(wai)設(she)功(gong)能(neng)，值(zhi)得(de)一(yi)提(ti)的(de)是(shi)旋(xuan)轉(zhuan)變(bian)壓(ya)器(qi)感(gan)應(ying)器(qi)內(nei)置(zhi)了(le)專(zhuan)用(yong)接(jie)口(kou)電(dian)路(lu)，可(ke)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)
，並(bing)通(tong)過(guo)實(shi)現(xian)驅(qu)動(dong)電(dian)機(ji)必(bi)須(xu)的(de)高(gao)轉(zhuan)矩(ju)響(xiang)應(ying)控(kong)製(zhi)過(guo)程(cheng)達(da)到(dao)改(gai)善(shan)電(dian)機(ji)運(yun)行(xing)和(he)降(jiang)低(di)能(neng)耗(hao)的(de)目(mu)的(de)。

　　高效率、低成本地實現高轉矩汽車電機的控製過程極具挑戰性。MB91580係列通過集成關鍵外設功能實現了降低係統成本、高速反饋控製，達到改善電機運行和低能耗的目的。MB91580集成的主要功能特性還包括：具有高精度檢測電流和電機位置的12位A/D轉換器和R/D轉換器，R/D轉換器檢測電角度
，與檢測三相電流的A/D轉換器同步；集成專用計算電路，因此可自動計算內置R/D轉換器檢測到的電角度的正弦和餘弦值。“除了解決方案本身的性能特性外
，電機控製相關算法也非常關鍵。富士通可以提供包括成熟的180度變頻控製在內的各種核心關鍵算法
，因此在新能源汽車的電機控製領域具有特殊的技術優勢。”王鈺指出。

　　高性能電機控製係統通常包括核心伺服功能、運動描述和主機通信功能
，對處理器的處理能力提出了很高的要求。而MB91580係列內置高性能CPU內核，集成在160DMIPS高性能CPU內的專用浮點運算單元利用內置外設功能生成的信息處理向量轉換和PID控製運算

，該特性通過實現進一步快速反饋控製可以改善電機運行和降低能耗。

　　作為新能源汽車的核心部件。電機控製不僅關係著整車性能還與行車安全息息相關。在富士通的電機控製MCU設計中充分考慮了安全特性
，通過6大安全機製來保證係統運行的安全可靠，包括：在係統啟動前進行MCU的自我診斷、總線自診斷、RAM的自診斷；程序非法運行時非法輸出端口保護；係統運行期間進行總線診斷
、RAM錯誤糾正、閃存錯誤糾正。據透露
，富士通在未來的產品計劃中，還將增加核心MCU的冗餘設計（例如雙核或多核）以實現更強的係統保護。

　　圖2：電機控製MCU融合了六大安全保障特性。

　　視頻技術提升用戶體驗和安全特性

　　知名調研機構iSuppli指(zhi)出(chu)
，一(yi)線(xian)供(gong)應(ying)商(shang)在(zai)為(wei)汽(qi)車(che)開(kai)發(fa)係(xi)統(tong)時(shi)，必(bi)須(xu)滿(man)足(zu)三(san)大(da)關(guan)鍵(jian)條(tiao)件(jian)
，其(qi)中(zhong)之(zhi)一(yi)是(shi)必(bi)須(xu)支(zhi)持(chi)視(shi)頻(pin)顯(xian)示(shi)和(he)反(fan)饋(kui)。事(shi)實(shi)上(shang)，近(jin)年(nian)來(lai)汽(qi)車(che)電(dian)子(zi)領(ling)域(yu)最(zui)具(ju)吸(xi)引(yin)力(li)且(qie)成(cheng)長(chang)最(zui)快(kuai)的(de)部(bu)分(fen)為(wei)基(ji)於(yu)顯(xian)示(shi)終(zhong)端(duan)的(de)車(che)載(zai)信(xin)息(xi)娛(yu)樂(le)係(xi)統(tong)以(yi)及(ji)虛(xu)擬(ni)儀(yi)表(biao)係(xi)統(tong)。這(zhe)些(xie)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)視(shi)頻(pin)圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)能(neng)力(li)

，要(yao)求(qiu)高(gao)速(su)進(jin)行(xing)大(da)量(liang)實(shi)時(shi)成(cheng)像(xiang)數(shu)據(ju)的(de)複(fu)雜(za)處(chu)理(li)。“富士通非常重視這塊業務市場
，目前富士通占有該領域全球領先的市場份額。”王鈺指出。

　　在本屆汽車電子峰會上
，富士通公司重點展示了基於領先視頻處理技術的三維全景係統，吸引了與會專業人士的極大興趣。這種基於MB86R11“Emerald-L”2D/3D圖像SoC的全景視頻係統支持前後左右四個攝像頭進行汽車周邊環境的實時全景視頻監測。據悉
，MB86R11采用了獨特的視頻處理算法
，四個攝像頭采集的圖像通過芯片進行視頻捕捉、3D繪圖後
，呈現給駕駛員的是LCD上清楚顯示的車周全景圖像，實現身臨其境的視覺效果，使駕駛員在停車、行車、轉彎等條件下都能準確進行周邊行車條件的判斷。由於芯片本身集成了高性能的圖形處理和中央處理器、存儲器控製器，通過硬件的方式實現實時的四路視頻信息處理，避免了一般視頻處理芯片進行大量實時視頻信息處理時的性能瓶頸。　

　　圖3：汽車中視頻、圖像顯示應用。

　　全景視頻監控是先進的視頻處理技術的一種應用之一，MB86R11還可以支持汽車數字儀表板和導航係統的圖像顯示
，以及在中高端汽車中將大量采用的基於圖形芯片的虛擬儀表技術。除MB86R11以外
，富士通去年還推出了采用MB91590係列主芯片設計的圖形化汽車儀表參考方案，支持GDC強大圖形功能和倒車輔助影像顯示，同期還針對采用段型液晶顯示的儀表板推出了兩款MB91570係列產品。

　　事實上，基於MB86R11實現的全景視頻功能不僅僅可以給汽車駕駛帶來360度的無障礙視覺效果
，強大的視頻處理能力還可以實現更多的安全功能。“該方案可以結合智能視頻識別技術，實現包括路基識別、分界線識別、各種安全標示識別等主動安全功能。”王鈺表示。此外，處理能力超強的視頻芯片還可以進行更多的安全應用功能擴展

，例如基於指紋識別的防盜功能
、yingxiangdaochefuzhugongnengyijixingchejiluyi，dengdeng。juxi，muqiangaixinpiandeqichequanjingshijiaoyingyongyijingketigongwanzhengdecankaosheji，bingshixianlebaokuozhudonganquangongnengzaineideduozhonggongnengkaifa。

　　緊密合作解決廠商技術困惑

　　常規汽車電子成本比重為17%，混合動力電子成本在40%左右，而純電動汽車的電子元器件占整車的成本將增加到60%，電子電路對於整車功能
、性能和成本的影響將起決定性作用。“新能源車的電控技術更複雜，整車廠必須進行複雜的功能邏輯開發、算法研究和基於模型的仿真測試，這些對於我們來說都麵臨挑戰，希望方案提供商給予更多的技術支持。”會場一位來自國內某知名汽車廠商的技術研發負責人坦率提出了自己困惑。

　　事(shi)實(shi)上(shang)
，為(wei)順(shun)利(li)地(di)將(jiang)半(ban)導(dao)體(ti)方(fang)案(an)運(yun)用(yong)於(yu)產(chan)品(pin)設(she)計(ji)中(zhong)
，半(ban)導(dao)體(ti)公(gong)司(si)一(yi)般(ban)都(dou)會(hui)提(ti)供(gong)個(ge)各(ge)種(zhong)支(zhi)持(chi)工(gong)具(ju)。例(li)如(ru)，針(zhen)對(dui)車(che)載(zai)視(shi)頻(pin)功(gong)能(neng)開(kai)發(fa)，富(fu)士(shi)通(tong)公(gong)司(si)可(ke)以(yi)向(xiang)工(gong)程(cheng)師(shi)提(ti)供(gong)初(chu)學(xue)者(zhe)套(tao)件(jian)、樣本程序及方便設計者通過可視化測試顯示屏設計的圖形設計工具，並提供圖形庫。“不bu僅jin功gong能neng和he邏luo輯ji設she計ji很hen關guan鍵jian，整zheng車che廠chang商shang還hai必bi須xu進jin行xing大da量liang的de現xian場chang測ce試shi
，這zhe也ye是shi非fei常chang重zhong要yao的de工gong作zuo。我wo們men給gei客ke戶hu提ti供gong成cheng熟shu的de參can考kao設she計ji方fang案an並bing支zhi持chi基ji於yu參can考kao設she計ji的de應ying用yong開kai發fa的de同tong時shi，還hai基ji於yu現xian場chang支zhi持chi的de豐feng富fu經jing驗yan，對dui客ke戶hu測ce試shi中zhong的de問wen題ti給gei予yu指zhi導dao

，這zhe對dui於yu廠chang商shang加jia快kuai產chan品pin開kai發fa
、提高產品性能非常關鍵。”王鈺指出，“特te別bie是shi新xin能neng源yuan汽qi車che的de核he心xin電dian機ji控kong製zhi方fang麵mian
，我wo們men擁yong有you一yi支zhi非fei常chang強qiang大da的de中zhong國guo本ben土tu研yan發fa團tuan隊dui專zhuan門men針zhen對dui電dian機ji控kong製zhi和he驅qu動dong技ji術shu進jin行xing研yan發fa，豐feng富fu的de應ying用yong開kai發fa經jing驗yan讓rang我wo們men的de產chan品pin方fang案an更geng適shi合he中zhong國guo本ben土tu客ke戶hu。”

　　如何降低新能源汽車成本成為汽車行業人士關注的共同話題，而作為占據純電動車成本60%以上的半導體器件非常關鍵。“我們已經推出和即將推出的多款方案特別注意了低成本設計，例如我們即將推出的高壓MCU產品將集成高壓輸出，可以直接輸出40V
、60V或80V高壓，使包括門窗、雨刮等電機控製的方案設計更加簡單化、低成本。”王鈺表示。除了高壓MCU
，富士通還通過在產品中實現更多的功能集成來降低成本
，例如在最新的電機控製MCU中就集成了傳感器接口和控製功能，將模擬電路技術與Flash MCU集成
，在高壓MCU中將集成電池管理功能
，等等。