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1、国内外汽车电子标准建设综述国内外汽车电子标准建设综述国内外汽车电子标准建设综述文/刘向阳汽车电子技术是汽车技求中发展极快的前沿技爿己领域.在ISO/IEG,SAE,JASO 等国际先进标准中.与汽车电子相关的标准数量也在迅速增加.相比之 T.国内汽车电子标准化工作相对于电子技求的应用程度和水平已明显滞后.制定或转化的标准屈指可数,远不能适应汽车电子技求发展的要求.一,我国汽车电子技术的发展呼唤标准建设汽车电子产业在我国属于朝阳产业.正处于快速发展期.随着全球汽车产业格局的不断调整.中国已经成为世界第四大汽车生产国.而水涨船高的消费市场也对汽车的安全性,娱乐性,便捷性等方面的要求不断提升,这无疑
2、为中国的汽车电子产业孕育了巨大的商机.电子产品在汽车成本中的比重从5%增加到 25%.在高档的轿车中更高达40%.2005 年国内车载音响,车载电视,卫星导航器等汽车电子市场预计为 2500亿3000 亿元.据统计,在一些豪华轿车上,使用单片微型计算机的数量已经达到 48 个.电子产品占到整车成本的 50%以上.据赛迪顾问股份有限公司预测.到 2009 年中国的汽车电子市场规模将达到 1434.1 亿元.权威机构预测结果显示:轿车内的平均电子设备含量将从现有的22%增加到 2010 年的 35%.在不久的将来,中小型车也将面临着整车全面电子化的变革.当电子产品成为一辆汽车主要构成成本的时候,汽
3、车工业被颠覆的时代也将到来.汽车电子产品通常被归纳为两类:一类是汽车电子控制装置,例如电子燃油喷射系统,电子动力转向系统等,由于与汽车的性能联系紧密,被认为是今后不可缺少的汽车电子产品:另一类是车载汽车电子装置.包括行车电脑,导航系统,车载通信系统,上网设备等.这些装置与汽车的性能无关.但由于被赋予了附加价值.也被认为是今后汽车电子行业发展的方向.目前汽车电子控制装置仍然是汽车电子装备中最大的利润来源.由于我国汽车工业早期实行技术引进策略,汽车电子产品的配套权一直控制在外方手中.一些合资企业过度夸大其引进车型的技术.利用车内配置的一些在国外司空见惯的电子装备.制造所谓”技术过剩的假象.国外厂商
4、拥有成熟的汽车电子技术,却宁可技术输出.也不愿意技术转让.总是单独将产品卖给中国的汽车合资企业.赚取超额利润.国内汽车电子标准化工作相对于电子技术的应用程度和水平已明显滞后.如何缩小差距.加快汽车电子标准化工作的进程,促进国内汽车电子产品具有国际竞争力,已成为整个汽车行业需要面对的紧迫任务.比如汽车计算平台应该是网络化的并行计算平台,而汽车并行计算平台的推广依赖于标准.并且,在汽车智能总成标准中的接口标准,信息交互标准,控制器标准方面,在车用中央计算机标准,整车网络标准方面都需要国家加大力度去制定和推广,需要新的思路去开拓.毕竟标准问题涉及今后厂商的研发重点和产业化进程.加快标准制定工作可谓刻
5、不容缓.近年来.汽车中内嵌 CPU 的智能化零部件在不断增加.在智能零部件之间充当信息交互桥梁的总线.包括 CANCIN,FlexRey,MOST,IDB1394 等已成为现代汽车的关键技术.目前在轿车行业.在不同的汽车制造商甚至同一汽车制造商的不同系列轿车中,尽管它们使用同一总线和同一总线的物理层,其应用层是不相同的.以轿车为例,目前几乎所有轿车在动力系统使用的 CAN 总线的通信速率都是 500Kbps,通信介质都是双绞线.但它们的应用层协议是完全不相同的.如 BOSCH 有自己的应用层协议,大众甚至产量十分有限的保时捷都有自己不同的应用层协议.总线的应用层直接涉及到智能零部件中 MCU
6、的硬件资源和软件结构.同一个汽车零部件厂家在设计功能相同,但是为不同汽车制造厂家甚至同一汽车制造厂家不同型号汽车用的智能零部件时,不仅需要建设适应不同总线协议的测试体系,重新设计智能零部件的硬件系统和软件系统,而且还必须进行智能零部件的重新认证.目前总线系统应用层的”百花齐放”现象不仅没有促进汽车电子技术的健康发展,而且增加了智能零部件设计和生产成本.59降低了智能零部件的可靠性和生命周期.甚至一些国际汽车制造巨头为利益所驱动.借助总线应用层来阻止其他成员进入其产业链.已严重阻挠了我国汽车智能零部件产业的发展.目前.我国汽车的整车设计能力低.在核心技术上话语权的”沉默”.使得我国的汽车电子在产
7、品标准上被”集体边缘化”.因此加强我国汽车电子标准建设势在必行任重道远.二,国外汽车电子标准建设情况汽车电子标准主要涉及与一般电子装置,电子控制系统及连接电子控制系统的网络相关的比较基础的标准.均定为国家标准.具体包括汽车电子术语,电气和电子设备环境条件,网络通讯协议和诊断协议,电磁抗扰性等方面.在汽车电子行业.有这样一种说法:”一流企业做标准.二流企业做市场.三流企业做产品”.在汽车电子标准领域.就质量标准而言.所有的汽车生产商和汽车模块生产商.正从 QS9000/VDA61/ISO9001 标准转向 ISO14001 和 TSI6949 标准.就网络标准而言.目前.汽车生产商采用的主要标准
8、为控制局域网(CAN)和局域互联网(LIN)子网络.汽车产业还针对高速网络制定了一个新的标准,lFlexRay,FlexRay标准联盟的领先厂商包括戴姆勒一克莱斯勒,宝马,通用汽车,飞利浦,飞思卡尔和博世.此外还有用于安全气囊系统的高可靠性网络 Safe_bywire.这领域的领导厂商包括戴姆勒克莱斯勒,通用汽车,奥托立夫,飞利浦天合和飞思卡尔.为了实施汽车总线标准化工作.美国汽车工业协会(SAE)在 1996 年颁布了应用于卡车和客车应用的 J1939.ISO 在1998 年颁布了用于拖头和拖车之间信息交换的 ISO11992.J1939 和 ISO11992 都是建立在 CAN 总线基础上
9、的应用层标准.其中 J1939 遵循 CAN 总线的数据链路层(IS011898-1)和物理层(ISO11898-2).ISO19992 遵循 CAN 总线的数据链路层(ISO11898-1】.为了增强总线的抗干扰能力,ISO11992 物理层信号的高电平由ISO11898-3 的 5V 提高到了 24V.经过多年的推广应用.J1939 已成为全球商用车的事实标准.ISO 一 11992 也正处于推广期.除了 J1939 和 ISO11992.以 CAN 总线为基础的应用层标准还有 J2411,J2284,ISO11519,ISO/DIS15765 等.CAN 总线标准最早由德国 BOSCH
10、公司推出.CAN 推出之后.很快世界上各大半导体生产厂商迅速推出各种集成有CAN 协议的产品.如 Intel,Motorola,NEC,Phis 等公司都提供集成有 CAN 协议的芯片及 CAN 总线产品,此后越来越多的欧洲主要汽车制造商采用 CAN 总线构成其汽车网络.CAN 总线规范已于 1993 年被 ISO 制订为国际标准.包括用于高速场合的 JSO11898 和用于低速场合的ISO11519CAN 是目前总线规范中唯一取得国际标准的.采用 CAN 总线的美国制造商也在逐年增加.1994 年.美国 SAE 所属的卡(客)车控制及通讯附属委员会选择了 CAN 总线作为 J1939 标准(
11、一个针对卡车和客车的高速网络标准)的基础.添加了高层协议.基于 CAN 的网络在全世界范围的应用在不断扩大.在我国也已形成研究和开发使用的热潮.汽车电子的软件比硬件更为重要.由于汽车品类的多样性而导致了汽车电子技术的多样性.这样的话,标准的意义就特别突出.尤其是在关注汽车主动安60全防护方面,如 ABS 系统和制动辅助系统,ESP,ABC,SBC,车载通信系统等,都是未来 10 年中市场所需要的标准产品.2004 年 11 月 19 日,IBM 正式宣布自己加入汽车电子标准组织 AutoSAR(AutomotiveOpenSystemArchitecture,汽车开放系统架构).AutoSAR
12、 是由国际知名的几家汽车,电子和软件业界的主要厂商建立起来的行业组织,主要成员包括宝马,大众,戴姆勒一克莱斯勒,福特,标志雪铁龙,博世,西门子威迪欧,大陆科技,瑞萨科技等 40余家公司.其宗旨是为了规范汽车电子产品,软件和元器件的互通性,为汽车电子控制系统软件接口和软件模块制订标准.除了欧美积极加强汽车电子标准组织之外,日本也冀望在标准领域占到一席之地.日本丰田和日产在达成了一项有关汽车电子标准制定的协议.联手打造汽车电子系统的软件国际标准.并成立了一个被称为 JASPAR(日本汽车软件平台及构架)的非赢利实体机构.JASPAR 呼吁日本的汽车厂商,电装品厂商,半导体厂商,线材厂商及开发工具厂
13、商等参加,旨在开创该领域国际标准之先河.丰田和日产的合作,使两大公司在研发及改进汽车电子系统基础软件的费用上可以有效的减少.而且,日本的JASPAR 在另外一个层面上,也可以挑战由戴姆勒一克莱斯勒等欧美汽车制造商牵头成立的 AutoSAR,以防其形成技术市场的全球垄断标准.欧日两大阵营分别成立汽车电子标准组织,说明了在全球汽车行业竞争的加剧.汽车电子产品和软件市场将成为国际汽车巨头开展竞争的新战场.汽车电子标准组织一般是由企业自主发起,不同的企业因为共同看好同一个技术未来而坐到了一起.这一方面符合信息产业的技术逻辑,另一方面,在这背后则是企业联盟瓜分未来市场的商业逻辑.不过,由于当前汽车电子技
14、术处于起始阶段.在没有标准的时候.最适合做的事情就是占领标准制高点.应该说.这符合产业发展逻辑.中国标准化研究院的一份报告认为.谁掌握先进的技术.谁就有制定行业标准的话语权,当这些企业的产品与这些行业标准结合起来后,就会变成世界范围内的标准了,企业的方向也就是行业的发展方向.企业的技术标准也就是该行业的技术标准.最终在整个行业市场上占据主导地位.随着汽车电子系统复杂程度的提高,以往那种一个企业单打独斗,”垂直综合型”产品开发模式已经很难满足复杂开发任务和成本目标的需要.为此专家呼吁,我国汽车电子行业要建立国际问广泛的合作关系.通过引进外部技术力量,分享汽车电子领域的技术积累,建立行业标准,向”
15、水平分业型”开发方式转变从而缩短产品开发时间降低开发成本.三,我国汽车电子标准建设任重道远在长春召开的”2005 中国汽车电子产业发展高层论坛”上,有关各方面达成“加快标准”等三点共识.目前国内汽车电子标准化工作相对于电子技术的应用程度和水平已明显滞后.如何缩小差距.加快汽车电子标准化工作的进程.促进国内汽车电子产品具有国际竞争力.已成为整个汽车行业需要面对的紧迫任务.汽车计算平台应该是网络化的并行计算平台,而汽车并行计算平台的推广依赖于标准.并且.在汽车智能总成标准中的61接 13 标准,信息交互标准,控制器标准方面.在车用中央计算机标准,整车网络标准方面都需要国家加大力度去制定和推广,需要
16、新的思路去开拓.毕竟标准问题涉及今后厂商的研发重点和产业化进程.加快标准制定工作可谓刻不容缓.中国没能建立起自己的汽车标准.原因在于合资汽车生产企业在国内汽车市场仍然占据着主导地位,而这些厂商采用的皆为全球汽车标准.由于不同的汽车标准都是由主要的汽车厂商推动的,因此汽车电子厂商与顶级供应商和汽车半导体厂商的合作必不可少.至于支持,采用和部署哪种汽车标准,关键是看各厂商的发展战略如何.国内的汽车生产商需要引进顶级 OEM 供应商支持的技术,中国拥有自主知识产权的汽车模块市场规模仍小因此领先的 OEM 厂商并不愿意在这一领域进行研发投资.国内汽车电子企业需要借鉴全球市场汽车标准的产业化经验与全球汽车生产商,顶级OEM 供应商及主要汽车半导体厂商共同建立标准化联盟不失为迈向成功的第一步.为了加速我国汽车总线技术的标准化进程,在”十五”期间科技部连续五年支持电动汽车总线通信协议方面的研究工作.国家汽车标准化组织也成立了商用车控制系统局域网络(CAN 总线)通讯协议起草小组.其中电动汽车总线通信协议以 J1939 为基础并针对电动汽车的特点进行了补充.根据目前得到的信息,商用车控制
