簡化系統層面設計、遵循安全規範的汽車電子開發技術

從60年代汽車收音機、80年代配放大鏡的地圖導航裝置，到伴隨ICT資通訊產業發達之下，車用電子裝置邁向了GPS衛星導航、藍牙免持聽筒接聽？撥號通訊、具備高畫質？音質視聽娛樂功能、以及邁向支援乙太？無線網路，能夠隨時連上網際網路查詢信息的車載電腦(In-Vehicle Infotainment；IVI)；車用電子處理器領導廠商也正推廣新的車載電腦人機介面的新概念與新應用，企圖走向無按鈕？選鈕的簡單操控的新境界。

車用電子設備變革與今日的需求

飛思卡爾半導體(Freescale)亞太區市場行銷和業務拓展總經理張煥麟指出，汽車的電子化首先從收音機開始，在60年代第一台車載收音機內發明，隨後因應開車需查地圖的導航需求，GPS衛星導航技術尚未普及化之前，他拿出一張80年代當時所發明的導航裝置照片，這個導航機螢幕是個放大鏡，後面放著以特定尺寸折疊的印刷地圖，藉由前面方向鈕的微調以及前端螢幕的放大，來做車輛位置的標注與導航之用。

他展示一張在北京西二環處的指示路線圖，光是車輛要右轉，就得往前經過五個迴旋閘道才能完成，據此點出今日的公路、道路系統立體交叉、分流，行進路線越來越複雜，對駕駛人的要求也越來越高，駕駛人需要車用電子設備來引導並協助我們駕駛人駛向正確的方向。

張煥麟認為，Going Green綠能、Health & Safety安全、Connected Intelligence聯網智能這三大應用趨勢，是整個汽車電子行業以至於整個汽車行業的發展方向，尤其車與車之間相互連接的車聯網已是必然趨勢。這幾年在這個汽車電子行業中，已經有很多人在參與，也有許多相關技術與產品的發表。

連網成為電動車必備的需求

張煥麟提到，汽車電氣化過程中，連上網際網路的必要性。他以4年前過年那場全大陸的雪災為例：有位在深圳工作的朋友，除夕前要回湖南長沙老家過年，當時整個湖南省境內高速公路全被冰雪覆蓋而癱瘓，他想到先繞到江西，再設法由湖南北邊進入；但有類似想法的人太多，不僅江西境內的高速公路非常壅塞，特別在一處加油站附近堵住了，因為大家都在該處要加油，造成排隊等候加油的車陣，也多塞了好幾小時，駕駛人紛紛擔心因為塞車，車上的油夠不夠熬到開進加油站？熬到加油站後還加不加得到油？

電動車一樣會有這種續航里程的恐懼：害怕不知道還能開多少公里？附近能不能找到充電站？充電站有沒有電可以充？若是電動車藉由行動網際網路的搜尋、協助，導引我們到附近的充電站，計算該充電站充電所需要的時間，以及剩餘電力能否足夠行駛到該充電站；萬一中途塞車或待充電的車輛隊伍過長，電腦能自動計算出另一個第二近的充電站，替代充電方案去充電。

即便現在電動車尚未普及，消費者已經迫不急待的將自己車輛的車用電子設備加上連網功能。以前車載電腦都是由車廠來引領，後裝市場根據前裝市場的配置來做後裝市場的產品；今日則是消費電子IT行業在引領汽車行業與車載電腦市場的發展。

最明顯的就是iPod、iPhone，能夠把iPhone Apps應用程式放在車載電腦，無論是充電、連接，透過藍牙裝置打電話以及導航等應用。從過去10幾年收音機、DVD放影機，到GPS導航、倒車雷達，慢慢的整個汽車會整合像是攝影機鏡頭、3D導航系統，360度全景，能夠告訴駕駛人輪胎位置、所行駛的車道，連整個汽車中控台都會是電子形式。

目前車載電子設備的變革，從佔用高頻寬的娛樂資訊應用，像免持聽筒接聽？撥號、圖形化導航介面、網路收音機、線上廣播？音樂？視訊？電視？遊戲、網路新聞、網路有聲書等；到車用無線網路(Wi-Fi)、車用乙太網路(Ethernet)的導入。至於較低頻寬的應用，從遠端診斷、保養提醒、油耗分析、維修建議、失竊追蹤、車隊管理、電動車電池管理、電動車充電站註冊等應用，進而提升到協助駕駛人，像緊急？故障呼救、導航、交通？氣候資訊、雷達偵測、車輛協尋、按里程計算保費(Pay As Your Drive；PAYD)與電子收費(Electronic toll collection；ETC)等應用。

車載電腦人機介面朝無按鈕、旋鈕的簡單化發展

車載電腦的人機介面(Human Machine Interface；HMI)是凸顯各車廠產品差異化的地方。從早期按鈕、旋鈕，現在車載電腦功能越來越複雜，設計過多的按鈕、旋鈕，弄的像飛機駕駛艙那樣複雜，只是增加操控上的麻煩。

各車廠對車載電腦人機介面的發展趨勢，會朝向沒有按鈕與旋鈕，以簡單操控實踐終極滿足。像導入自然語音辨識(Natural Speech Recognition)、手勢辨識(Gesture Recognition)，這類新的需求帶來新的技術問題。飛思卡爾也正在做手勢辨識的研究，透過攝影機鏡頭擷取裝置前面操控者的手勢，經過分析、計算並識別操控者的命令，目前已提供完整的手勢辨識展示方案。

據統計，今日全球車載電腦(In-Vehicle Infotainment；IVI)研發支出，從2,000萬到1億美元不等，而軟體成本佔了60%。像全球車用電子龍頭BOSCH公司，就有6,000~7,000名軟體工程師。

許多OEM廠商也希望有一個共通性平台，像QNX、微軟Windows Embedded、Android等，2009年3月由BMW Group、Delphi、GM、Intel、Magneti-Marelli、PSA Peugeot Citroen、Visteon與Wind River Systems等大廠成立GENIVI Alliance聯盟，共同建立一個以Linux為根基的作業系統、中介軟體，符合IVI車載電腦規範的平台，能讓產業新成員與小廠有機會參與。

另外，全球人們對連網汽車所關注的就是隱私與安全性，若採用標準化作業系統與開放性產業生態鍊，會不會使車用電子系統更容易被破解？連網車載電腦又要如何跟其他電子控制單元(ECU)相互溝通？針對這一問題，如飛思卡爾的SoC晶片，即提供高擔保性啟動系統以及硬體編碼加速電路，來保障連網汽車的隱私與安全。

由於不斷增加的複雜性和相關成本，OEM廠正採用開放性平台以及反覆使用模組的方式，同時由於OEM體系與其軟體開發團隊越來越龐大，故OEM商正在推動甚至指定SoC和特定的軟體平台，作為開發下一代車載電腦開發的關鍵組件。以往OEM廠只賣單純黑盒子硬體的情況已不復見，有些OEM廠只開發軟體，也希望能掌控更多軟硬體方面的細節。

飛思卡爾的車用電子解決方案

飛思卡爾過去3年來，針對動力總成(Powertrain)、底盤與安全系統(Chiasis & Safety)、車身(Body)與顯示資訊系統(DIS)等項目，分別投資超過7億美元，擁有超過6,100項專利，涵蓋多核心微處理器、類比能源管理元件、匯流排連接介面元件、數位人機介面、雷達與攝影機、AM/FM/HD高傳真音效，以及高電壓FET元件等。

回顧飛思卡爾歷年來的發展成果：1995年推出龍珠(Dragonball)應用處理器；2001年推ARM架構的i.MX1處理器；2003年推出90奈米製程、內建硬體視訊加速、數位訊號處理的i.MX2處理器；2005年推出ARM11架構、整合GPU的i.MX3處理器；2009年跨入65奈米低功耗綠色製程、採ARM Cortex-A8架構的i.MX5處理器；2011年推出低功耗40奈米製程、ARM Cortex-A9多核心的i.MX6處理器。

據IDC、Stragegy Analutics及Linley市調，飛思卡爾是電子書？閱讀器(eReader)領導者，汽車市場市占率第二，行動應用處理器市占率第三。未來將導入ARM Cortex-A15多核心架構的處理器i.MX7系列。

擁有穩固且長期的汽車產業鏈合作關係

目前i.MX處理器的產業生態上，光系統整合商就有五家：Thundersoft、All go、TELECA、B SQUARE與Adeneo；而軟體開發商有：Rightware、Adobe、GENIVI、Skype、Chrome、Android、Linux、微軟、QNX、Mentor Graphics等20家軟體大廠？標準；開發工具商有Macraigor、CodeSourcery、SEGGER、Linaro、LAUTERBACH、IAR System等6種。

飛思卡爾跟全球汽車製造商與一級供應商有穩固的長期合作關係，像是BOSCH、VOLVO、Ford、LG、BOSS、Land Rover、BYD、Hyundai、TOYOTA、BMW、OnStar、KIA、GM、VW、Mercede BENZ、Hyundai MOBIS、Confinental、ForYou等汽車？車用電子廠商，知道如何才能滿足全球汽車市場的嚴格要求。

在全球前10大汽車電子OEM廠中，已有5家採用飛思卡爾i.MX6x處理器設計的車載電腦，協助市場擴展到圖型化儀表板、遠端訊息處理與駕駛協助等應用領域。歡迎業界參訪飛思卡爾車用電子網頁(http://www.freescale.com/automotive)。

張煥麟最後總結，市場由消費者主導並指定汽車的功能，而DIS顯示資訊系統需要整合在主機板功能與搭配外部零組件的平衡應用，新的範例和用戶介面的概念，隱私權與安全性的挑戰，產業需要開放平台與標準化來降低成本，新的決策與新的環保法規，都是車載電腦開發商必須注意到的關鍵。