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嵌入式在汽车领域应用--第1页

嵌入式在汽车领域应用

嵌入式技术在汽车电子领域的广泛应用

嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,适用于应用

系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求的专用计算机

系统。它一般由微处理器、外围硬件设备、操作系统及应用程序等四

个部分组成,用于实现对其它设备的控制、监视或管理等功能。嵌入

式系统作为一个热门领域,涵盖了微电子技术、控制技术、通信技术、

计算机软件和硬件等多项技术领域的应用。

嵌入式系统的应用覆盖航空航天、轨道交通、汽车电子、消费电

子、网络通讯、数字家电、工业控制、仪器仪表、智能IC卡、国防以

及军事等众多领域。相比其它应用领域,汽车电子市场规模大、发展

快。2006年,我国汽车电子销售额868亿元,增幅达40%,到2011

年将达到2400亿元,成为国内增长最迅速的产业之一。此外,电子产

品在整车价值中的比例也逐年提高,从1997年的20%提升到2010年

的35%。中国的汽车工业作为国家的支柱产业发展前景非常广阔,

2009年汽车产量达到1,273.7万辆,2010、2011年将持续保持增长,

预计增长率在19%至20%之间。2009年中国已经成为世界第一汽车

生产大国,同时中国汽车消费量占全球总消费量比例已达12%,在

2015年左右国内汽车销售也有望超过美国,成为第一大汽车消费市场。

到2020年,中国本土汽车产量将达到2000万辆左右,其中两成产品

将进入国际市场。

我国汽车工业的飞速发展为汽车电子的嵌入式系统应用带来了良

好商机,同时也带来了新的机遇和挑战。本文仅对其在汽车电子领域

的发展和应用做一探讨。

汽车嵌入式系统发展历程

众所周知嵌入式系统有体积小、低功耗、集成度高、子系统间能

通信融合的优点,这就决定了它非常适合应用于汽车工业领域,另外

随着汽车技术的发展以及微处理器技术的不断进步,就使得嵌入式系统

在汽车电子技术中得到了广泛应用。目前,从车身控制、底盘控制、发

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动机管理、主被动安全系统到车载娱乐、信息系统都离不开嵌入式技

术的支持。

嵌入式系统诞生于微型机时代,经历了漫长的独立发展的单片机道

路。嵌入式系统的核心是嵌入式微处理器。与嵌入式微处理器的发展

类似,汽车嵌入式系统也可以分为三个发展阶段:

第一阶段:SCM(SingleChipMicrocomputer)系统

以4位和低档8位微处理器为核心,将CPU和外围电路集成到一个

芯片上,配置了外部并行总线、串行通讯接口、SFR模块和布尔指令系

统。硬件结构和功能相对单一、处理效率低、存储容量小、软件结构

也比较简单,不需要嵌入操作系统。

这种底层的汽车SCM系统主要用于任务相对简单、数据处理量小

和实时性要求不高的控制场合,如雨刷、车灯系统、仪表盘以及电动门

窗等。

第二阶段:MCU(MicroControllerUnit)系统

以高档的8位和16位处理器为核心,集成了较多外部接口功能单

元,如A/D转换、PWM、PCA、Watchdog、高速I/O口等,配置了芯

片间的串行总线;软件结构比较复杂,程序数据量有明显增加。

第二代汽车嵌入式系统能够完成简单的实时任务,目前在汽车电控

系统中得到了最广泛的应用,如ABS系统、智

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