高效能汽车电子设计挑战

　　设计人员过去是以不同方式应付这三项重要挑战。在有些情形下，他们会增加更多的传感器或使用更精确的控制材料与元器件来减轻这些问题，但这些方法都会增加设计的成本与复杂性。这使他们日益需要一套低成本的防夹功能设计来克服这些缺点。

　　新的设计解决方案

　　如图4所示，一颗包含高速中央处理单元(CPU)和高效能模拟数字转换器(亦即带宽大于180MSPS和分辨率超过12位)的混合信号微控制器是此问题的最佳解决方案。

图4：采用混合信号微控制器的防夹系统

　　这种做法让设计人员利用一颗微控制器同时执行马达的通讯功能和监控马达电流。通讯噪声可由芯片内建的模拟数字转换器直接在马达电源电路的电流传感器(亦即分流电阻)上侦测。这种方法能更精确分辨马达处于转动或失速状态，不仅比较器电路不需再增加一段固定延迟时间，就算车窗已经半开也可提供完整的防夹功能。

图5：使用可变临界值后的车窗关闭过程电流变化

图6：存储在内存表格的环境参数与历史数据，它们可用来决定临界值

　　如图5所示，系统会根据历史数据和参数计算结果设定可变的马达电流临界值，以便动态响应马达负载变动和将系统扭力限制在适当范围，同时将长期因素(例如马达磨损和密封材料老化)和短期因素(例如环境、湿度、温度和振动)都列入考虑。另外，系统还能与其

它的电子控制装置(ECU)交换信息，把外界温度和车速等信息当成加权输入来决定适当的临界值(参考图6)。利用其它系统不仅会提高整体系统效能，还能避免在车上重复安装传感器的额外成本。

　　增长市场

　　汽车应用占8位微控制器销售额的三分之一，不仅市场规模已超过30亿美元，每年还以将近10%的速率增长。汽车嵌入式系统设计人员必须发展更可靠、更低成本和更高集成性的解决方案，因此需要最先进的微电子建构方块供他们使用。对这类下一代汽车电子应用来说，兼具强大模拟与数字效能的混合信号微控制器正是最符合成本效益的解决方案。