全世界每年有130萬人在交通事故中喪生，也就是每天3500多人喪生。正如世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)所示（圖1），不同國家的事故類型具有很大差異，這與一些因素有關(guān)，包括：公路基礎(chǔ)設(shè)施、駕駛標(biāo)準(zhǔn)和能力、公路法規(guī)、車輛類型 、車內(nèi)實(shí)施的安全系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)。

按每10萬人或每10萬輛車的死亡人數(shù)計(jì)算，這些數(shù)據(jù)也會有很大差異。例如，在美國，大型重型車輛很普遍，而美國的意外事故率遠(yuǎn)高于德國。這與德國銷售的汽車實(shí)施的安全設(shè)備級別有關(guān)嗎？

強(qiáng)制佩戴的安全帶、先進(jìn)氣囊和電子穩(wěn)定性控制幾乎是德國所有汽車制造商采用的標(biāo)準(zhǔn)。在美國則是另一種情形，美國的生產(chǎn)商可能在更大程度上依賴?yán)喂痰慕饘俦Ｗo(hù)。

圖1、不同國家的意外事故統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（來源：世界衛(wèi)生組織）

中國的情況也值得注意。如圖1所示，由于中國極大一部分人沒有私家車，因此按每10萬人計(jì)算得到的死亡人數(shù)當(dāng)然低。

但按每10萬輛車計(jì)算出的死亡人數(shù)則相當(dāng)驚人。在這種情況下，有幾個(gè)問題值得思考：中國車輛的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高？如果是這樣，這是否因?yàn)樗鼈內(nèi)鄙倩镜陌踩O(shè)備？

但必須承認(rèn)的是，隨著中國車輛需求量的迅速提高，部署氣囊、ABS和電子穩(wěn)定性控制等安全系統(tǒng)將成為強(qiáng)制要求。

安全系統(tǒng)的市場動態(tài)

在現(xiàn)代車輛中部署安全系統(tǒng)基于兩大動因。

首先是嚴(yán)格的法規(guī)，法規(guī)要求汽車生產(chǎn)商實(shí)施電子安全系統(tǒng)。例如，美國通過聯(lián)邦機(jī)動車輛安全標(biāo)準(zhǔn)（FMVSS）強(qiáng)制實(shí)施電子穩(wěn)定性控制和胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，在歐洲也即將實(shí)施。

采用安全系統(tǒng)的第二個(gè)重要的因素是，消費(fèi)者需要更安全的車輛。在購買車輛時(shí)，新車在NCAP(新車評估程序)中的安全得分通常是做出決策的一個(gè)因素。氣囊和ESP對于正打算購買車輛的任何一名消費(fèi)者來說都十分重要。

放眼未來，消費(fèi)者的下一波需求重點(diǎn)將是高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS），如攝像頭和雷達(dá)，以緩解前方撞車的沖撞力、提供偏離車道警告和盲點(diǎn)檢測。

根據(jù)美國公路安全保險(xiǎn)協(xié)議（IIHS）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，如果車輛配備了防撞車功能，如盲點(diǎn)檢測、偏離車道警告和自適應(yīng)前燈，每3件致命的車禍?zhǔn)鹿手泻?件嚴(yán)重或中等程度的車禍?zhǔn)鹿手校謩e有1件是可以避免的。

車輛電子系統(tǒng)的更加普及將會推動價(jià)格下降，而下降的系統(tǒng)價(jià)格又將在所有汽車制造商中進(jìn)一步催生新的安全系統(tǒng)。

供應(yīng)商面臨的新挑戰(zhàn)

電子安全系統(tǒng)由于對人類具有直接影響，現(xiàn)在開始采用更嚴(yán)格的要求。功能安全標(biāo)準(zhǔn)IEC61508及其未來車輛自適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)ISO26262，現(xiàn)已在業(yè)內(nèi)應(yīng)用，以確保車輛電子系統(tǒng)充分的安全性。該ISO文檔定義了4個(gè)車輛安全集成級別（ASIL），其中ASIL D代表最高安全級別。

這些新要求與汽車電子協(xié)會（AEC）AEC-Q100或ISO-9000質(zhì)量要求一樣，對整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)流程具有影響。從開始該設(shè)計(jì)流程起，就必須收集證據(jù)來證明該產(chǎn)品是按照法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的。找到的任何潛在風(fēng)險(xiǎn)必須制成文檔，以確保充分降低風(fēng)險(xiǎn)。還必須開發(fā)新工具來支持車輛質(zhì)量保證系統(tǒng)的這個(gè)新增元件。

飛思卡爾最近針對此類法規(guī)要求的安全應(yīng)用，推出了新開發(fā)的雙核微控制器。雙核MPC564xL Power Architecture?MCU 系列包括兩個(gè)“通道”，每個(gè)通道由一個(gè)內(nèi)核、總線、中斷控制器、內(nèi)存控制器和其他內(nèi)核相關(guān)模塊組成。針對這些安全關(guān)鍵應(yīng)用，現(xiàn)在還推出另一種方法取代了使用2個(gè)MCU的方法，雙核MCU以更具性價(jià)比的價(jià)格實(shí)現(xiàn)車輛安全。

圖2、有源和無源安全系統(tǒng)部署

氣囊：新型MEMS傳感器和SBC

發(fā)生車禍時(shí)，車輛可以馬上減速，而它的結(jié)構(gòu)可以吸收大部分沖撞力。氣囊起到了安全輔助作用，可以減少乘客的頭部和上身撞到車內(nèi)某個(gè)部件上的風(fēng)險(xiǎn)。它們還有助于幫助減輕導(dǎo)致嚴(yán)重傷害的風(fēng)險(xiǎn)，而將撞車的沖撞力更均勻地分散到乘客的身體各部。從開始發(fā)生車禍算起，整個(gè)部署和充氣過程只需要大約50毫秒，比眨眼的速度都快。

由于車禍中車輛改變速度的過程極快，MEMS傳感器必須在幾毫秒內(nèi)檢測到這一影響，而且氣囊必須迅速充氣才能有助于降低乘客撞到車內(nèi)部件的風(fēng)險(xiǎn)。

飛思卡爾最近宣布推出幾款新產(chǎn)品，以滿足氣囊解決方案的嚴(yán)格要求。這些產(chǎn)品包括基于MEMS的 MMA5xxxW衛(wèi)星撞車加速器，基于MEMS的MMA68xxQ雙軸碰撞傳感器（用于氣囊ECU）和MC33789氣囊系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC）。

衛(wèi)星碰撞傳感器 飛思卡爾MMA5xxxW是業(yè)內(nèi)第一款采用QFN（方型扁平無引線封裝）的 PSI5 X軸或Z軸衛(wèi)星慣性傳感器，可實(shí)現(xiàn)小體積。MMA5xxxW慣性傳感器系列支持體積更小、更穩(wěn)定的前方和側(cè)面氣囊衛(wèi)星解決方案，并通過飛思卡爾先進(jìn)的過阻尼傳感器改善了系統(tǒng)抵抗寄生振動不穩(wěn)定性的能力。與PSI5 R1.3標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議相比，這些慣性傳感器能夠作為整個(gè)PSI5氣囊系統(tǒng)的一部分輕松進(jìn)行集成，它還包括總線開關(guān)驅(qū)動，從而實(shí)現(xiàn)性價(jià)比極高的菊花鏈配置。

MMA5xxxW產(chǎn)品特性是：

● 包括整個(gè)重力范圍：±60 g 至 ±480 g；
● 可選的400Hz，3極或4極低通過濾器；
● 16引腳6×6 mm QFN封裝，焊接位置可見，便于安裝后檢查；
● 兼容PSI5 R1.3；
● 雙線編程模式。

氣囊E C U 雙軸碰撞傳感器 MMA68xxQ數(shù)字慣性傳感器系列是氣囊應(yīng)用中一款重要的碰撞傳感器或安全傳感器。該過阻尼傳感器結(jié)合高共振頻率封裝，提高了對碰撞檢測應(yīng)用中因高強(qiáng)度和高頻率沖撞造成的過載情況的免疫能力。這些特性有助于支持更穩(wěn)定的氣囊設(shè)計(jì)。

MMA68xxQ產(chǎn)品特性如下：

● 包括整個(gè)重力范圍：±20g 至 ±120 g，專用于每個(gè)軸；
● 單個(gè)電源操作：3.3 V 或 5 V；
● SPI兼容的串行接口；
● 10位數(shù)字簽名或無簽名SPI數(shù)據(jù)輸出；
● 針對每個(gè)軸提供單獨(dú)的可編程保護(hù)功能，可簡化設(shè)計(jì)。

氣囊系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片（SBC） 飛思卡爾 MC33789 SBC是用于氣囊安全應(yīng)用的混合信號模擬IC。MC33789 SBC提供了一款性價(jià)比高、靈活的系統(tǒng)IC解決方案，在汽車和卡車內(nèi)使用的整個(gè)氣囊分區(qū)范圍使用。MC33789 SBC 可以用來檢測安全帶開關(guān)輸入狀態(tài)，并通過新的PSI5主用接口與遠(yuǎn)程碰撞傳感器進(jìn)行通信，以滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。MC33789 SBC允許設(shè)計(jì)者在大量發(fā)射環(huán)路中按比例提供設(shè)計(jì)，非常適合低端至高端的氣囊安全系統(tǒng)。

MC33789 產(chǎn)品特性是：

● 兼容PSI5 V1.3的四款衛(wèi)星傳感器主接口；
● 帶診斷功能的九款可配置開關(guān)輸入監(jiān)控器；
● 包括能源儲備控制的多個(gè)電壓輸出；
● 通過可編程的傳感閾值確保狀態(tài)機(jī)安全；
● 高達(dá)8MHz的16位SPI和 LIN 2.1物理層接口。

小結(jié)

車輛正在日益成為移動計(jì)算的最終平臺。大部分這種計(jì)算功能現(xiàn)在都傳輸?shù)礁呒壈踩到y(tǒng)中。

由于車輛繼續(xù)提供自我診斷功能，并且更多地配置了可同時(shí)保護(hù)乘客及車輛周圍人群的自動安全特性，半導(dǎo)體現(xiàn)在發(fā)揮著越來越重要的作用，因?yàn)樗鼈優(yōu)閺?fù)雜的板載計(jì)算機(jī)和快速網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)供電，而這最終又支持系統(tǒng)減少交通傷亡人數(shù)。

考慮到過去幾年發(fā)生的創(chuàng)新速度，人們只能想象將來會設(shè)計(jì)和實(shí)施的復(fù)雜的下一代技術(shù)。該行業(yè)當(dāng)前的責(zé)任不只是要在路上安裝新的安全系統(tǒng)，而且還要讓解決方案和標(biāo)準(zhǔn)制訂到位，以最終幫助這一愿景成為現(xiàn)實(shí)。

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