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1、汽车电子行业测试测量的研讨全面全面, , 精确精确, , 经济经济! !1提纲提纲泰克公司简介泰克公司简介汽车电子市场概述汽车电子市场概述汽车电子技术发展趋势汽车电子技术发展趋势需求与解决方案需求与解决方案小结小结2泰克今天泰克今天最大的测试测量设备供应商之一不断推出具有创新技术的领先产品 总部位于Portland, Oregon全球 4,000多员工亚太区总部位于中国上海SalesOperating IncomeOp MarginEPS$920.6$113.512.3%$1.08$791.0$54.06.8%$0.56FY04FY033服务的市场服务的市场: : 市场的驱动力市场的驱动力汽车
2、电子迅速发展消费电子不断发展计算功能不断提升政府, 国防&安全不断增加的需求亚洲市场的扩展新技术、新标准的出现4 汽车电子市场概述汽车电子市场概述5Tier 2 - Electronic Equipment and Component Suppliers to Tier 1 companiesTier 1 Modular System Supplier and Component Suppliers to Manufacturers. 汽车工业架构汽车工业架构Automotive Manufacturers6交通工具发展方向将向交通工具发展方向将向更舒适便捷TelematicsToyota P
3、riusHonda Night-Vision System更加安全降低能耗7关注汽车电子产业Facts (55 million cars sold in 2003)45% of MCOS for Toyota Prius 2003 model is for electric/electronic component/equipment.传统客车传统客车; 15%Raise an weight issue of wire harness in car.Automotive LAN is one of the effective solution.Increase demands for mill
4、imeter radar and CCD camera as electronic vision system. 8Processors in AutomotiveFrom JAITA Review 200449半导体市场的增长率半导体市场的增长率全球半导体市场的增长趋势全球半导体市场的增长趋势应用于汽车电子的半导体产品承高的增长率应用于汽车电子的半导体产品承高的增长率Source: Credit Swiss First Boston10关注汽车电子产业Facts (55 million cars sold in 2003)45% of MCOS for Toyota Prius 2003 m
5、odel is for electric/electronic component/equipment.Conventional passengers Car; 15%Increasing weight issue of wire harness and demand for advanced vehicle controlAutomotive LAN is one of the effective solution.Increase demands for millimeter radar and CCD camera as electronic vision system. 11局域网的应
6、用局域网的应用CANFlexRay, TTCAN, TTP/C.ASRB, BST, DSIMOST, IDB1394Gateway车身车身传动系统传动系统安全安全信息及娱乐系统信息及娱乐系统DiagnosticsABSECUBrakeSteeringTransmissionLightKeyMeterPOWER SHEETAir ConditionerDoorLINSensorSensorSensorMain AirbagSide AirbagRear AirbagMotorMotorMotorLINLockWindowMirrorNavigationVideo CAMMonitorCD/DV
7、DTV/RadioGame12关注汽车电子产业Facts (55 million cars sold in 2003)45% of MCOS for Toyota Prius 2003 model is for electric/electronic component/equipment.Conventional passengers Car; 15%Raise an weight issue of wire harness in car.Automotive LAN is one of the effective solution.Increase demands for millimet
8、er radar and CCD camera as electronic vision system. 13Opportunity for AutomotiveFrom JEITA Review 20044910 CCDs/Automotive 70M CCD market for Automotive in 2010 (Omron)14汽车电子技术发展趋势汽车电子技术发展趋势15技术发展的趋势技术发展的趋势降低能耗:美国和日本: 从内燃机到混合动力欧洲: 从汽油发动机到柴油发动机燃料电池交通工具，由于成本的原因会推迟到 2030年.安全动力牵引控制高档汽车将会采用新的总线标准 （LAN f
9、or X-by-Wire）电子眼发动机防盗锁止系统 （Immobilizer）舒适及便捷TelematicsToyotas Hybrid conceptToyota Prius16行驶安全的要求不断的增加技术发展的趋势技术发展的趋势Source: Ministry of Land, Infrastructure and Transport Government of Japan17标准标准 &技术发展的趋势技术发展的趋势Standards & Technology Body ControlPower train controlEntertainmentHybrid VehicleStandar
10、dsLIN (Local Interconnect Network)CAN (Controller Area Network : Bosch)FlexRay (Superior)TTP/C: Time-Triggered Protocol by TTChip Entwicklungs-GmbHMOST (Superior)MOST Cooperation: Media Orientated Systems TransportIDB-1394TechnologyCAN Data rate: 1Mbps maximum(Effective rate is 500kbps)Event drivenM
11、aximum data rate: 10MbpsEnables X-by-Wire system 650nm POFup to 800Mbps data rateMotor optimized for a variety of rotation speedsInverter drive efficiency/reliability improvementGenerator efficiency/reliability improvementInverter controller improvementNoise reduction18汽车总线汽车总线19通过通过 CAN总线共享控制数据总线共享
12、控制数据发动机发动机Air FlowF/A ratiorpmThrottleEngine TemperatureDiagnostics仪表仪表DistanceClockFuel amountEngine TemperatureSpeed rpmDiagnostics Gear position刹车系统刹车系统（ （ABS)Wheel SpeedSpeedDiagnosticsrpmSpeedGear PositionThrottleOil Temperature Oil Pressure传动系统传动系统SpeedSteering AngleDiagnosticsMotor rpm/Rotati
13、on AngleSteering Speed操控系统操控系统CANController Area Network20汽车总线发展的历史汽车总线发展的历史 & 时间表时间表奔驰在 1992年开始使用CAN总线.日本汽车制造商已全面使用.美国汽车制造商在 2002年开始使用CAN总线.FlexRay 预期在 2006年开始使用.21下一代汽车总线下一代汽车总线 - FlexRay FlexRay vs CANCAN 总线传输率和通讯格式不尽如意FlexRay先进的汽车控制应用期待在高端汽车中使用FlexRay 协会 http:/ AG DaimlerChryslerGeneral MotorsMo
14、torola Robert BoschRoyal Philips ElectronicsVolkswagen AGFlexRay is the requirement for X-by-Wire.Brake-by-Wire, Steer-by-Wire, Throttle-by-Wire FlexRay 能够Reduced weight (Elimination of Heavy Hydraulic system)精确和集成控制系统精确和集成控制系统22下一代汽车总线下一代汽车总线 - FlexRay发动机发动机Air FlowF/A ratiorpmThrottleEngine Temper
15、atureDiagnostics仪表仪表DistanceClockFuel amountEngine TemperatureSpeed rpmDiagnostics Gear position刹车刹车（ （ABS)Wheel SpeedSpeedDiagnosticsrpmSpeedGear PositionThrottleOil Temperature Oil Pressure传动系统传动系统SpeedSteering AngleDiagnosticsMotor rpm/Rotation AngleSteering Speed操控系统操控系统CANFlexRay for X-by-wireT
16、hrottle-by-wireBrake-by-wireSteering-by-wire23汽车安全汽车安全24汽车运行安全汽车运行安全智能运行控制系统提升汽车行驶的安全性智能运行控制系统提升汽车行驶的安全性X-by-WireThrottle by wireSteering by wireBrake by wire电子眼电子眼电子视觉系统每辆车超过10个传感器 CCD CMOS image sensorInfra-red sensor 雷达防撞系统Millimeter（毫米波雷达）Laser radar（激光雷达）25什么是电子眼什么是电子眼?区域探测 Source: OMRON Night
17、VisionStop & GoLane KeepingPrecrach SensorCross Traffic MonitorLane Change SupportParking AssitanceFront Seat MonitorRear View Monitor26电子眼实例电子眼实例由红外传感器实现“夜视” Source: Toyota Motor Co., Ltd. 27HDRC Company120dB Source: The HDRC CompanyCMOS 传感器的电子眼传感器的电子眼28混合动力交通工具的发展混合动力交通工具的发展29混合动力的基本概念混合动力的基本概念效率的
18、最大化效率的最大化能量恢复和再生能量恢复和再生从动力引擎获得再生能量从动力引擎获得再生能量Momentum energy =1/2*Mass*Velicity2由高效的操控系统选择能量资源由高效的操控系统选择能量资源Run by gasoline engineRun by motor driven by electricity generated by engineRun by motor driven by electricity stored in battery兼顾兼顾 发动机效率和驾驶性能发动机效率和驾驶性能 Use efficient engineMotor assist30混合动力
19、交通工具的发展混合动力交通工具的发展为了发展混合动力交通工具为了发展混合动力交通工具高效的发动机高效的发动机 (Atkinson cycle)逆变电路的效率和可靠性逆变电路的效率和可靠性在通常转速时的发动机效率在通常转速时的发动机效率高功率产生器高功率产生器降低噪声降低噪声长寿高效电池长寿高效电池31Toyota 混合动力车的模型混合动力车的模型32测量需求及解决方案测量需求及解决方案33用户需求提高安全性和增强的信息系统智能安全汽囊inflating depending on drivers/ passengers weight行驶 (停车) 距离控制adaptive cruise cont
20、rol which autom. maintains the distance from the car in front智能数据的提供Head up display for speed, navigation etc.动态交通管理Routing support incl. calculation of traffic jam probability, parking aid, etc基于GPS的导航系统结冰路面的预警Detect drivers lapses of concentration and issue warningMove from ESP to ESP II w/ additi
21、onal steering facility加强汽车的舒适度Multimedia & entertainment (DVB-T digital video broadcast and television), DVD etcEmail & InternetDrive by wire (steering, shifting etc.)Automatic road pricing (toll)34用户需求不同的汽车总线及测量: CAN, LIN, SPI, IIC, MOST, Flex Ray UART, D2B 串行数据的分析能力及显示方法 可预制的串行触发和数据的协议分析任意PWM和扫频信号
22、的产生. (调光, 胎压测量, wipers, etc.).高功率/电流测量35应用与解决方案应用与解决方案ScopesStandards/ TechnologiesValue ScopeMid Range ScopePerformance ScopeBodyLIN/CAN lCAN/LIN triggerlMSOlCAN/LIN trigger & AnalyzerlMSOlSame as Mid Range ScopelMSO Drive Train FlexRaylFlexRay triggerlMSOlFlexRay trigger & AnalyzerlMSO Entertainme
23、ntMOST/ISDB-TlMOST compliance S/W & O/ElMOST compliance S/W & O/EHybridIGBTInverterMotorlTPS2000 is availablelPower Measurement(enhancement expected)SafetyImage SensorInfra-RedRadarNA 36应用与解决方案应用与解决方案OthersStandards/ TechnologiesLASignal SourceTVBodyLIN/CANlECU Function TestlSweep signal for steerin
24、g testNADrive TrainFlexRaylStress TestNAEntertainmentMOST/ISDB-TNANAlMTX & RTX HybridIGBTInverterMotorNANANASafetyImage SensorInfra-RedRadarlImage processor evaluationlsimulate image processorNA37应用与解决方案应用与解决方案OthersStandards/ TechnologiesRSAProbes/AccessoriesOthersBodyLIN/CANNAlProbes usable under
25、bad conditionNADrive TrainFlexRayNANAEntertainmentMOST/ISDB-TNAl650nm O/ENAHybridIGBTInverterMotorlNoise MeasurementlMonolithic high current probelHigh Power BST for IGBTSafetyImage SensorInfra-RedRadarlTire PressurelImmobilizerlKeyless entrylAnti theftNANA38实例实例39任意函数/波形发生器AFG300040汽车/铁路/交通运输应用应用描述
26、描述使用信号源进行功能和性能验证使用信号源进行功能和性能验证: : 电子点火电子点火 气囊控制气囊控制 ABS ABS刹车系统刹车系统 空调系统空调系统 汽车总线系统汽车总线系统 铁路铁路“黑匣子黑匣子”仿真物理量到电量的过程（振动，仿真物理量到电量的过程（振动， 冲击，应变，速度等传感器）冲击，应变，速度等传感器） 的信号的信号 模拟信号的畸变模拟信号的畸变评估系统的容限评估系统的容限41TDS5000B系列示波器及应用软件功率电子测量软件Inductance of the motorSwitching loss and conduction lossOn resistance of IGB
27、TSafe Operating Area of the switching device (IGBT)PWM analysisRipple analysis网络系统测量软件串行总线测量软件TDS5000B系列优势用户可自定义的菜单完全开放的Windows系统平台完备的测量软件及测量附件42功率电子测量系统在混合动力交通工具研发中的应用功率电子测量系统在混合动力交通工具研发中的应用马达控制马达控制逆变器逆变器Ripple measurementLoss measurement & SOAB-H analysisPWM Analysis43功率测量软件和功率测量软件和TDS5000BEnables
28、allsortsofswitchingcircuitsusedinvehiclesEnablesallsortsofswitchingcircuitsusedinvehiclesApplication enabledInverter & motor for EV/HVInverter for EPSElectric Ballast for HIDPower SupplyOpenChoiceenablestouseunderdangerousOpenChoiceenablestouseunderdangerousconditionbyLANremotecontrolcapabilitycondi
29、tionbyLANremotecontrolcapabilitySafe Operating AreaInductance MeasurementSwitching Loss Measurement44实时频谱分析仪（实时频谱分析仪（ Real-time Spectrum Analyzer）在汽车行业中的应用在汽车行业中的应用触发、捕获、分析触发、捕获、分析45 利用实时频谱分析仪，在时间轴上可精确到以利用实时频谱分析仪，在时间轴上可精确到以 秒为单位，对秒为单位，对 ECUECU 周边的突周边的突发噪声及线束突发射频发噪声及线束突发射频 (RF) (RF) 噪声进行捕获，并可跟踪频率相关问题
30、噪声进行捕获，并可跟踪频率相关问题 除应用在遥控车门系统、发动机防盗锁止系统外，您亦能在车辆管理除应用在遥控车门系统、发动机防盗锁止系统外，您亦能在车辆管理 RFIDRFID、轮、轮胎气压监测系统胎气压监测系统 (TPMS)(TPMS)、复杂无线通信技术的评测与问题分析等诸多方面见证实复杂无线通信技术的评测与问题分析等诸多方面见证实时频谱分析仪的强大威力。时频谱分析仪的强大威力。 频谱图频谱图频谱图频谱图 (3(3D D 显示显示显示显示: : 频率频率频率频率 时间时间时间时间 能量能量能量能量) ) 频率屏蔽频率屏蔽频率屏蔽频率屏蔽 触发器触发器触发器触发器& & 触发输出触发输出触发输出
31、触发输出 FFT FFT OverlapOverlap* * 高感度高感度高感度高感度 150 150 dBm/HzdBm/Hz突发性噪音突发性噪音突发性噪音突发性噪音蓝蓝牙牙牙牙/DSRC/DSRC在汽车行业内的一切应用中，实时频谱分析仪皆有其在汽车行业内的一切应用中，实时频谱分析仪皆有其在汽车行业内的一切应用中，实时频谱分析仪皆有其在汽车行业内的一切应用中，实时频谱分析仪皆有其用武之地！用武之地！用武之地！用武之地！发动机防盗锁止发动机防盗锁止发动机防盗锁止发动机防盗锁止/ / / /遥控车门系统遥控车门系统遥控车门系统遥控车门系统ETC/ITSETC/ITS 噪声影响及产品性能肯定噪声影
32、响及产品性能肯定噪声影响及产品性能肯定噪声影响及产品性能肯定 确保时间相关的多域解析确保时间相关的多域解析确保时间相关的多域解析确保时间相关的多域解析 256 MB256 MB 超大存储超大存储超大存储超大存储 ASK/FSK ASK/FSK 解解解解调调调调* * 漂移信号的捕获与调制漂移信号的捕获与调制漂移信号的捕获与调制漂移信号的捕获与调制解析解析解析解析 36 MHz 36 MHz 实时带宽实时带宽实时带宽实时带宽* * 256 MB 256 MB 超大存储超大存储超大存储超大存储 GFSKGFSK 解解解解调调调调 汽车通过大门时，对车辆数据汽车通过大门时，对车辆数据汽车通过大门时，
33、对车辆数据汽车通过大门时，对车辆数据进行捕获进行捕获进行捕获进行捕获 雷达雷达雷达雷达 脉冲信号调制解析脉冲信号调制解析脉冲信号调制解析脉冲信号调制解析 DC DC 8 8 GHzGHz 数字数字数字数字 IQIQ 输出输出输出输出* * RSA3408ARFID/TPMSRFID/TPMS 采集电子标签与标签读写器间的采集电子标签与标签读写器间的采集电子标签与标签读写器间的采集电子标签与标签读写器间的通信数据通信数据通信数据通信数据 以以以以 秒为单位的时间轴跟踪秒为单位的时间轴跟踪秒为单位的时间轴跟踪秒为单位的时间轴跟踪 无误捕获脉冲信号无误捕获脉冲信号无误捕获脉冲信号无误捕获脉冲信号 A
34、SK/FSK ASK/FSK 解调解调解调解调* *46汽车行业射频（RF）应用实例遥控车门系统（ Remote Keyless Entry） 无线门锁遥控装置 （Wireless Doorlock Remote Control）Immobilizer （发动机防盗锁止系统） TPMS 轮胎气压智能监测系统 （Tire Pressure Monitoring System）突发性噪声（Burst Noise）47遥控车门系统（无线门锁遥控装置）智能门锁遥控装置无需车匙即可开/关车门附加到传统的无线门锁遥控装置功能上，接收来自车载信号发射机的电波，检查车辆与智能门锁之间的电子 ID 码是否一致。
35、参考参考: : TOYOTATOYOTA 公司主页公司主页智能门锁系统智能门锁系统 (Smart Doorlock System)门锁系统通信区域门锁系统通信区域m)工作范围工作范围智能门锁系智能门锁系统用把手统用把手48遥控车门系统（无线门锁遥控装置）Space（0 信号）信号）Mark（1 信号）信号）图图1：车匙发射的 FSK 信号。由图 1 可看出从 Space（0 信号）313.8125MHz 到 Mark（1 信号）+81.25KHz 之间相互的频率变位。纵轴表示经过的时间，横轴表示频率变化。图图2：以另一种模式表示车匙发射的 FSK 信号。接收过程中，信号始终暂存在存储器中，直至
36、发射结束方进行调制解析。下图为信号被发出后的放大图示，横轴表示时间461s/div，纵轴表示频率偏移。49遥控车门系统（无线门锁遥控装置）智能门锁遥控装置智能门锁遥控装置50Immobilizer （ （发动机防盗锁止系统发动机防盗锁止系统） ）电子移动式车锁装置电子移动式车锁装置发动机防盗装置：若嵌在汽发动机防盗装置：若嵌在汽车引擎内信号发射器的车引擎内信号发射器的 ID ID 号与车自身的号与车自身的 ID ID 号不符，号不符，引擎将拒绝点火。引擎将拒绝点火。基于基于RFIDRFID技术技术瞬时瞬时RFRF信号触发信号触发 ASK ASK 信号调制分析信号调制分析多域分析能力多域分析能力
37、51RSA3308A 型发动机防盗锁止信号分析实例型发动机防盗锁止信号分析实例移幅键控 (ASK) 调制解析载波频率 125kHz屏蔽频率屏蔽频率 触发器触发器频谱图频谱图示波器显示示波器显示 （ （时间轴解析时间轴解析） ）52RSA3300A 型发动机防盗锁止信号分析实例型发动机防盗锁止信号分析实例ASK 调制解析 （FSK 信号亦可进行常规分析）长时间连续读取与调制，瞬态事件亦不放过对频率屏蔽触发器（可选）的单次事件亦可捕捉系统反应时间及各项时序监测各信号级别及调制监测外来噪声分析支持 BPSK、QPSK 等数字位相变调制（可选）（可升级）53TPMS（ （轮胎气压监测系统轮胎气压监测系
38、统） ）该系统由与轮胎阀一该系统由与轮胎阀一体的体的 4 个讯号发射个讯号发射器、收讯天线、收讯器、收讯天线、收讯器及讯号显示仪四类器及讯号显示仪四类部件组成部件组成轮胎气压智能监测系统轮胎气压智能监测系统 示意图示意图讯号发射器讯号发射器/阀门阀门讯号接收器讯号接收器收讯天线收讯天线讯号显示仪讯号显示仪收讯天线收讯天线54TPMS（ （轮胎气压监测系统轮胎气压监测系统） ）讯号发射器内的传感器将讯号发射器内的传感器将实时监测轮胎内的气压及实时监测轮胎内的气压及温度，并以无线方式，将温度，并以无线方式，将数据传输给车内的讯号接数据传输给车内的讯号接收器进而为驾驶员提供相收器进而为驾驶员提供相应
39、数据。应数据。讯号发射器讯号发射器讯号接收器讯号接收器显示仪显示仪收讯天线收讯天线传感器传感器/发射器发射器阀阀轮胎轮胎55TPMS（ （轮胎气压监测系统轮胎气压监测系统） ） 样本数据样本数据315MHz ASK 轮询方式轮询方式Main View 时间轴放大时间轴放大传感器数据传感器数据 40Kbps轮询轮询传感器响应传感器响应传感器信号强度根据轮胎传感器信号强度根据轮胎旋转情况发生变化旋转情况发生变化AM 调制模式调制模式FM 调制模式下的调制模式下的 Main View 内，可读取位速率及频率偏移内，可读取位速率及频率偏移56小结汽车电子行业的发展迅速和多样化汽车电子行业的发展迅速和多样化汽车总线 CAN,FlexRay安全系统行车管理系统（夜视，防撞，行驶导引，。）通讯系统娱乐系统混合动力汽车防盗全面的解决方案全面的解决方案5758
