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2020年07月20日 | 汽车的电子模组设计面临哪些挑战?

2020-07-20 来源:EEWORLD

2020年至今半年时间,特斯拉的股价翻了三倍多,市值突破传统百年车企丰田,一跃成为全球最有价值的车企。特斯拉引领的新能源和自动驾驶等趋势都是汽车工业未来的最大增长点,而这种巨大变革的背后,我们可以看到市场对于电子元器件的需求量越来越高,汽车系统变得更为复杂,汽车的电子模组也愈来越多。


常规的设计方法面临巨大挑战


“汽车行业面临着根本性变革:汽车电动化,汽车采用自动驾驶和辅助驾驶系统等,是大势所趋。“意法半导体汽车和分立器件产品部大众市场业务拓展负责人、公司战略办公室成员Giovanni Luca SARICA分享到,“因为这些趋势和市场对电子元器件的需求量提高,汽车系统变得越来越复杂,汽车电子模组同样更加复杂。随着当今汽车ECU安装量急剧增加,每个模组中的电子元件占比要比几年前生产的传统汽车高出很多。同时,我们注意到,汽车电子化是另一个重要发展趋势。为了顺应汽车电子化这个趋势,汽车制造商被迫重组车辆架构。现在,汽车收集的数据越来越多,如何正确处理和管理海量数据,对处理器的计算能力提出了更高的要求。”

汽车的电子模组设计面临哪些挑战?

在汽车行业中,开发新电子模组的常规流程是:明确应用需求-器件选型-硬件设计(设计PCB板、布线组装、实验室测试)-软件开发-调试验证等等,而这其中的每一个步骤都需要花费数天乃至数周的时间。举个例子,仅仅器件选型这一个环节,就需要进行大量的器件参数比对,性能评估,设计人员需要下载学习各种不同器件手册,最终选定有可能的几种器件。


上述的常规的流程只是针对简单的单功能模组,而在一些独特的方案中还将涉及到多个功能模组之间的通信等工作。软件开发方面需要针对各种不同的器件每次都进行软件重开发和调试,也是非常耗神的工作。


如何克服以上设计难题,帮助设计人员快速完成原型设计和开发?ST推出的AutoDevKit想帮你都做好这些工作,然后将所有的模块交给你,让你像玩乐高一样快速组合搞定汽车电子模组开发。


AutoDevKit:像玩积木一样完成设计


官方称——“AutoDevKit可以解决客户和设计人员当前面临的新挑战,协助设计人员为汽车和运输工具开发的新电子模组,加快应用原型的开发速度,是缩短总体研发周期的一个重要工具。”


AutoDevKit中包含多种不同的硬件模组、软件开发工具和插件。理论上来讲,针对自己的应用需求选择合适功能的硬件模组,然后通过简单的软件进行设置即可快速完成原型开发。


据Luca先生介绍,AutoDevKit提供了大量的模组,其中包括功能板和MCU板;在AutoDevKit可视化开发环境中,用户可以用鼠标拖选要使用的模组。AutoDevKit的每个模组都附带使用模组功能所需的首要软件栈。此外,AutoDevKit软件环境会一步一步地引导设计人员开发应用项目。


硬件方面的优势在于,凭借着ST宽广的产品线,在AutoDevKit中可以提供大量不同功能的硬件模组,而且与市场上其他解决方案相比,它没有强制要求使用任何连接器,在开发应用项目时,现有的硬件都可以重复使用,开发灵活性达到了非常高的水平。意法半导体汽车和分立器件产品部 (ADG) 大众市场业务拓展应用经理Max Vizzini还强到:“AutoDevKit不仅集成了ST自己某些为工业环境开发的产品,还集成了第三方产品,这种开放方法可以帮助其扩大产品组合,并使设计人员受益于完整的系统设计。另外,很明显的在实际设计中会有一些来自不同制造商的元器件,AutoDevKit可以连接板上没有ST芯片的第三方模组,因为这个工具可以重新配置分配引脚,为任何类型的模组创建适合的连接器,从这个意义上讲,AutoDevKit是‘开放’的。”


在软件环境方面,AutoDevKit的主要优点是提供了一个可视化的软件环境,能够简化开发过程,让客户轻松使用ST技术处理新应用问题和开发新应用,而无需深入了解ST的产品技术、微控制器或软件环境,即客户不一定要成为ST的软硬件专家才能进行开发。其中主要功能包括:AutoDevKit中的软件环境会自动配置MCU外设,这意味着设计人员不需要花费时间精力给应用分配微控制器资源;硬件连接查看器可引导设计人员互连多个功能板;可以简化客户开发工作的API应用编程接口,这些API用起来就像使用黑匣子一样,设计人员使用的是顶层功能,例如,无需深入了解特定功能板即可激活负载。


大幅提速、极易上手和灵活性


据Max先生分享,一个随动转向大灯的设计,需要LED驱动板、步进电机高边驱动板和冷却风扇高边驱动板三个功能板。传统方式需要针对三个功能板依次进行硬件电路板开发和软件适配,整个过程可能要花费4~6个月的时间。而如果直接使用AutoDevKit来设计,就可以大幅减少起码6个月的时间,(用6个月乘以原型所需的组件数量,就是总计节省的时间)。


AutoDevKit的学习门槛有多低?将其提供给电子、工程或软件开发的大学生,在ST的工程人员的指导下,只需要6个小时的时间,这些大学生就可以开发出一个应用项目。Max认为很重要的一点在于:“如果你开始用AutoDevKit开发原型,特别是开始用ST的元器件,那么你没必要知道你在用哪个微控制器,甚至不需要知道SPC5是什么,因为这个工具涵盖了微控制器的所有信息,所以,你无需研究用户手册或参考资料即可开发原型,我认为这很重要。”


除了以上两点外,使用AutoDevKit的另一个好处在于灵活性。汽车应用需要经常进行迭代,而使用AutoDevKit平台的好处在于当你需要将其中的MCU进行升级的时候,你无需进行特定的代码重开发和适配工作。所有微控制器共用相同的底层接口,而底层接口保持不变。因此,当设计人员为特定功能板开发驱动程序代码时,访问硬件不需要使用特定MCU平台绑定的特定命令,而是使用底层驱动程序提供的接口。因此,驱动程序一旦开发出来,代码就可以在工具内部集成的所有MCU平台之间移植。


意法半导体亚太区汽车产品市场及应用高级总监郑明发分享到当前的一个趋势:“越来越多的汽车制造商,特别是新能源汽车制造商,已决定参与ECU开发,而不是完全依赖于合作伙伴提供ECU。” Max也认为AutoDevKit的易用性甚至可能会覆盖到某些中间设计公司的业务。尤其是针对亚太区,郑明发还分享到ST有一个汽车技术创新中心,可以根据客户的实际应用需求进行实际的应用负载测试,提供集成PCB板,并为他们提供完整的验证和认证测试结果。


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对于具有锁定功能的物体检测报警电路,网友可能会有多种问题,以下是一些常见问题及其回答:

一、电路工作原理相关问题

  1. 问题:具有锁定功能的物体检测报警电路是如何工作的?
    回答:该电路通常包括光电检测部分、信号处理部分和报警输出部分。当有人或物体入侵到光电检测的空间时,光被遮挡,导致光敏晶体管截止,其集电极电压上升。这一变化被信号处理部分检测并转换为控制信号,使报警电路启动,发出声音或光等报警信号。同时,电路具有锁定功能,即一旦报警触发,需要特定操作(如断开开关)才能解除报警状态。

  2. 问题:锁定功能是如何实现的?
    回答:锁定功能通常通过记忆电路或状态保持电路实现。当报警信号被触发后,这部分电路会保持一个高电平或低电平状态,使报警信号持续输出,直到接收到解除报警的外部信号(如断开开关)。这种设计可以防止短暂的遮挡或误触发导致的短暂报警,提高系统的稳定性和可靠性。

二、电路设计与实现相关问题

  1. 问题:在设计具有锁定功能的物体检测报警电路时,需要考虑哪些因素?
    回答:设计时需要考虑的因素包括检测灵敏度、报警响应时间、误报率、功耗、成本以及与其他系统的兼容性等。此外,还需要考虑电路的稳定性、可靠性和安全性,确保在各种环境条件下都能正常工作。

  2. 问题:如何降低电路的误报率?
    回答:降低误报率的方法包括优化光电检测器的布局和参数设置,以减少外界光线的干扰;采用信号处理算法对检测信号进行滤波和去噪处理;以及设置合理的报警阈值等。此外,还可以通过增加确认机制(如二次检测)来进一步降低误报率。

三、电路应用与维护相关问题

  1. 问题:这种电路在哪些领域有应用?
    回答:具有锁定功能的物体检测报警电路在多个领域都有广泛应用,如安防监控、工业自动化、智能家居等。在安防监控领域,它可以用于入侵检测、门窗防护等场景;在工业自动化领域,可以用于生产线上的物料检测、机器人避障等场景;在智能家居领域,则可以用于门窗传感器、人体存在检测等场景。

  2. 问题:如何对电路进行日常维护和故障排查?
    回答:日常维护包括定期检查电路的连接是否牢固、光电检测器是否清洁无遮挡等。故障排查时,可以使用万用表等工具检测电路各部分的电压和电流是否正常,定位故障点。同时,也可以结合报警记录和监控视频等信息进行综合分析,以快速准确地判断故障原因并采取相应的解决措施。

以上是针对具有锁定功能的物体检测报警电路可能提出的问题及其回答。需要注意的是,由于电路的具体设计和实现方式可能因应用场景和需求的不同而有所差异,因此在实际应用中还需要根据具体情况进行调整和优化。

BITECH公司的发展小趣事

非常抱歉,由于BITECH公司并非我所熟知的特定电子行业公司,我无法直接提供关于其发展的具体故事。同时,要准确描述一个公司的发展故事,需要详细的数据和事实支持,而这些信息通常需要直接从公司本身或相关报道中获取。

然而,我可以尝试构建一个关于电子行业中某家公司发展故事的框架,供您参考。这些故事可能会涉及公司的创新、市场扩张、技术突破、合作伙伴关系以及行业挑战等方面。

故事一:创新引领发展
BITECH公司自创立之初,便以技术创新为核心竞争力。公司研发团队不断推出具有颠覆性的电子产品,如高效能电池、智能传感器等,这些产品在市场上取得了巨大成功。公司通过持续创新,不仅提升了自身品牌影响力,还为整个电子行业的发展做出了重要贡献。

故事二:市场扩张战略
随着产品线的不断丰富和技术的日益成熟,BITECH公司开始实施市场扩张战略。公司积极拓展国内外市场,通过参加国际展会、建立海外销售网络等方式,将产品推向全球。同时,公司还针对不同市场需求,定制个性化产品解决方案,赢得了众多客户的青睐。

故事三:技术突破助力成长
在电子行业竞争激烈的背景下,BITECH公司不断寻求技术突破。公司投入大量研发资源,成功攻克了一系列关键技术难题,如5G通信、人工智能等。这些技术突破不仅提升了公司产品的竞争力,还为公司带来了新的增长点。

故事四:合作伙伴关系共赢
BITECH公司注重与产业链上下游企业的合作,建立了广泛的合作伙伴关系。通过与供应商、客户以及同行业企业的紧密合作,公司实现了资源共享、优势互补,共同推动电子行业的发展。

故事五:应对行业挑战
在电子行业发展过程中,BITECH公司也面临着诸多挑战,如市场竞争加剧、技术更新换代迅速等。然而,公司始终保持敏锐的市场洞察力,及时调整战略方向,通过加强内部管理、提升产品质量、优化服务体系等方式,成功应对了这些挑战,实现了稳健发展。

请注意,以上仅为故事框架,具体内容需要根据实际情况进行填充。如需获取关于BITECH公司或其他电子行业公司的真实发展故事,建议您查阅相关新闻报道、行业分析或公司年报等资料。

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Aleph America Corporation 是一家专注于光电传感器和光电开关解决方案的公司。以下是关于该公司发展的5个相关故事:

  1. 公司成立及发展: Aleph America Corporation 成立于1986年,总部位于美国新泽西州。公司专注于光电传感器技术的研发和生产,并提供广泛的光电开关产品线,包括光电接近传感器、光电开关、光电耦合器等。随着市场对自动化和安全系统需求的增长,Aleph 在行业内逐渐建立了良好的声誉。

  2. 技术创新与产品质量: Aleph America Corporation 致力于技术创新和产品质量的提升。公司拥有一支专业的研发团队,不断引入先进的光电传感技术,并且注重产品的生产工艺和质量控制,确保产品具有稳定的性能和可靠的品质。

  3. 应用领域广泛: Aleph 的产品广泛应用于各种工业和商业应用领域。光电传感器和光电开关被广泛应用于自动门、电梯、安防系统、自动化生产线等领域,为客户提供了安全可靠的解决方案。

  4. 全球市场拓展: 随着全球市场的不断扩大,Aleph 在海外市场的拓展也逐渐加强。除了在美国设立总部和生产基地外,公司还在欧洲、亚洲等地设立了销售办事处和代理商网络,以便更好地满足全球客户的需求。

  5. 参与行业标准和认证: Aleph America Corporation 积极参与行业标准的制定和产品认证工作。公司的产品符合国际标准和认证要求,如CE认证、UL认证等,确保产品在全球范围内的市场准入和使用安全。

以上故事展示了 Aleph America Corporation 在光电传感器和光电开关领域的发展历程和成就,突出了其在技术创新、产品质量、市场拓展和行业认证方面的重要贡献。

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