Onsemi - 優(yōu)化汽車無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)，利用藍(lán)牙低功耗和LIN技術(shù)如何快速實(shí)現(xiàn)？

出處：維庫電子市場(chǎng)網(wǎng) 發(fā)布于：2024-05-29 15:48:27

　　在汽車行業(yè)，無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng) (PEPS) 的出現(xiàn)徹底改變了我們與汽車交互的方式。該系統(tǒng)通過安全的無線通信來自動(dòng)解鎖汽車，并支持一鍵啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，無需實(shí)際操作車鑰匙。這項(xiàng)技術(shù)不僅簡(jiǎn)化了進(jìn)入及啟動(dòng)車輛的過程，增加了便利性，而且還通過先進(jìn)的身份驗(yàn)證程序來防止未經(jīng)授權(quán)訪問車輛，增強(qiáng)了安全性。

　　藍(lán)牙低功耗 (Bluetooth Low Energy) 技術(shù)和加密標(biāo)準(zhǔn)等無線技術(shù)不斷進(jìn)步，使得無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)更易于使用并有效降低了成本，進(jìn)而在汽車領(lǐng)域更加普及。汽車藍(lán)牙低功耗市場(chǎng)涵蓋了基于藍(lán)牙低功耗技術(shù)的無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng) (TPMS) 和無線電池管理系統(tǒng) (WBMS) 等豐富應(yīng)用，且其規(guī)模有望持續(xù)擴(kuò)大。車輛門禁市場(chǎng)預(yù)計(jì)會(huì)以穩(wěn)定的復(fù)合年增長(zhǎng)率 (CAGR) 持續(xù)增長(zhǎng)至 2027 年（見圖 1）。這些系統(tǒng)逐漸成為中檔以上車型的標(biāo)準(zhǔn)配置，不僅加強(qiáng)了防盜安全性，還通過高度集成簡(jiǎn)化了用戶體驗(yàn)，是車輛門禁控制發(fā)展過程中不可或缺的關(guān)鍵特性。

　　圖 1：汽車藍(lán)牙低功耗市場(chǎng)預(yù)測(cè)（Omdia）
　　藍(lán)牙低功耗技術(shù)兼具出色能效和安全通信能力，越來越多的汽車企業(yè)將其用于構(gòu)建無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)。藍(lán)牙低功耗的低功耗特性延長(zhǎng)了車鑰匙及其他便攜式設(shè)備的電池續(xù)航時(shí)間，這對(duì)于無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)的便利性和可靠性至關(guān)重要。此外，藍(lán)牙低功耗還支持安全功能，有助于防止中繼攻擊，確保只有授權(quán)用戶才能進(jìn)入并啟動(dòng)車輛。
　　本地互連網(wǎng)絡(luò) (LIN) 是由歐洲汽車制造商和技術(shù)提供商聯(lián)盟于 20 世紀(jì) 90 年代末建立的串行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這是一種經(jīng)濟(jì)高效的低速方案，旨在替代控制器局域網(wǎng) (CAN) 等復(fù)雜系統(tǒng)，可用于管理車輛內(nèi)器件之間的通信。LIN 架構(gòu)支持單個(gè)控制器多控制 15 個(gè)外設(shè)，因而成為了管理現(xiàn)代車輛中簡(jiǎn)單傳感器和執(zhí)行器的理想之選。如今，盡管汽車行業(yè)面臨著產(chǎn)量下滑等挑戰(zhàn)，但 LIN 協(xié)議仍然是車輛通信系統(tǒng)中不可或缺的一部分，其市場(chǎng)預(yù)計(jì)將穩(wěn)步增長(zhǎng)，這也反映出它對(duì)于汽車電子領(lǐng)域的長(zhǎng)期重要影響。
　　安森美 (onsemi) 開發(fā)出一項(xiàng)參考設(shè)計(jì)，深入探討了優(yōu)化汽車無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，采用結(jié)合藍(lán)牙低功耗和 LIN（本地互連網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)的安森美解決方案。這項(xiàng)參考設(shè)計(jì)集成了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，旨在簡(jiǎn)化車輛與無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)之間的通信，確保提供用戶友好的無縫體驗(yàn)。除了技術(shù)的穩(wěn)健性外，該設(shè)計(jì)還特別重視系統(tǒng)的效率和可靠性，這同時(shí)也是汽車領(lǐng)域的優(yōu)先考慮因素。

　　圖 2：汽車門禁錨點(diǎn) + 嗅探器系統(tǒng)示例
　　這項(xiàng)參考設(shè)計(jì)采用帶 LIN 收發(fā)器的車規(guī)級(jí) NCV7428 系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片 (SBC)。內(nèi)部邏輯與提供的軟件庫相結(jié)合，可用于在兩個(gè)可編程器件之間實(shí)現(xiàn)符合 LIN 2.x 標(biāo)準(zhǔn)的通信。我們演示了兩個(gè)外設(shè)的用例，相關(guān)外設(shè)與嗅探器（PEPS 系統(tǒng)）對(duì)應(yīng)，并通過 LIN 總線與錨點(diǎn)器件進(jìn)行通信。這項(xiàng)設(shè)計(jì)中所選的 LIN 收發(fā)器采用了 3.3 V 內(nèi)部低壓降 (LDO) 穩(wěn)壓器，不僅能夠供電，還能夠保護(hù)達(dá) 70 mA 的負(fù)載。這樣開發(fā)者就可以直接從 LIN 總線為 RSL10 評(píng)估板供電，進(jìn)而大幅降低整體系統(tǒng)成本。
　　安森美的汽車產(chǎn)品組合中包含系統(tǒng)單芯片 (SoC)，例如NCV-RSL10（藍(lán)牙 LE 5.0）和新款車用NCV-RSL15（藍(lán)牙LE 5.2），在超低功耗(ULP)能效基準(zhǔn)測(cè)試EEMBC ULPMark?-CoreProfile和ULPMARK-CoreMark 測(cè)試中的功耗為行業(yè)。這些藍(lán)牙低功耗SoC 已經(jīng)過車規(guī)級(jí)，是汽車門禁系統(tǒng)和 WBMS 的理想選擇，此外還配有包含項(xiàng)目和代碼示例的廣泛軟件開發(fā)套件支持，有助于快速開發(fā)藍(lán)牙低功耗應(yīng)用。

　　圖 3：藍(lán)牙低功耗+LIN 錨點(diǎn)/嗅探器演示系統(tǒng)測(cè)試臺(tái)（左）和框圖（右），參考設(shè)計(jì)中包含測(cè)試結(jié)果
　　以下是汽車門禁藍(lán)牙低功耗器件的規(guī)格要求：
　　支持藍(lán)牙低功耗5.0或更高版本
　　超低功耗
　　同時(shí)支持多 10 個(gè)安全連接
　　支持帶外配對(duì)
　　基于信任根 (RoT)、TrustZone 和 CryptoCell-312 的安全生命周期管理
　　AEC-Q100 2 級(jí)，確保能承受高達(dá) +105°C 的工作溫度
　　經(jīng)過的網(wǎng)絡(luò)安全實(shí)施方案
　　通過建立數(shù)字鑰匙的通用框架，汽車連接聯(lián)盟 (CCC) 標(biāo)準(zhǔn)大大推動(dòng)了無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)的普及進(jìn)程。該標(biāo)準(zhǔn)讓移動(dòng)設(shè)備能夠安全地存儲(chǔ)、驗(yàn)證和共享車輛的數(shù)字鑰匙，從而提高了便利性和安全性。CCC 的這項(xiàng)方法利用了近場(chǎng)通信 (NFC) 和超寬帶 (UWB) 技術(shù)，使得消費(fèi)者可以更輕松地利用智能手機(jī)進(jìn)入和啟動(dòng)車輛，從而推動(dòng)傳統(tǒng)車鑰匙加速轉(zhuǎn)變到數(shù)字解決方案。

　　圖 4：CCC 軟件的功能框圖（CCC）

關(guān)鍵詞：通信

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