汽车单片机选用及发展前景
作者：李宝刚
来源：《中外企业家·下半月》 2014年第8期嵌入式系统开发前景
    李宝刚
    （重庆交通大学机电与汽车工程学院，重庆 400074）
    摘 要：单片机在汽车电子中的应用非常广泛，例如，汽车中的发动机控制器、导航系统、abs 防抱死系统、制动系统、胎压检测等。随着汽车自动化、智能化的不断升级，汽车所使用的单片机数量也将越来越多，类型和功能也越来越复杂。单片机的选用就变得尤为重要。由于汽车的特殊性，汽车用单片机必然需要具备独特的性能，因此笔者对汽车单片机选用进行了简介并预测了其发展趋势。
    关键词：汽车；单片机；选用特点；前景分析
    中图分类号：TM910.6 文献标志码：A
    随着人们对舒适性、安全性的需求提高以及汽车自动化、智能化的不断升级，汽车电子系统在整车中的
地位也越来越高，高级豪华轿车的汽车电子产品的价格占整车价格的近一半。随着单片机使用的不断增多，各大半导体厂商针对不同的需求开发出各种各样类型和功能复杂多样的单片机。对不同功能需求的单片机进行合理选用就变得尤为重要。
    一、单片机简介
    单片机是一种集成的电路芯片，它采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在汽车工业及自动化控制等领域被广泛应用。单片机诞生于1971 年，经历了SCM、MCU、SoC 三大阶段，早期的SCM 单片机都是8 位或4 位的。其中，最成功的是INTEL 的8051，此后在8051 上发展出了MCS51 系列MCU 系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
    二、汽车单片机选用
    汽车是单片机的一个非常特殊的载体。首先，汽车会行驶在各种各样不同路况的道路上，单片机就要随着汽车在各种环境下工作；另外，汽车本身内部运行时也会产生各种不利因素。因此，在选用时不同应用功能的单片机应该具有不同的特点。为了保证单片机工作的稳定性和可靠性，在选用汽车单片机时应考虑到以下特性。
    1. 耐高温性
    汽车发动机运行时会产生大量的热量，冷却及散热系统不可能将这些热量完全处理妥当。这些热量会在发动机箱以及车体传播。另外夏季阳光直射下，车内温度也会明显升高。温度对于单片机工作的稳定性起到很大影响作用。超过设计温度上限时很容易造成单片机失效，造成系统故障。因此在选用单片机时必须要选择能够高温环境下保持稳定的芯片。
    2. 抗干扰性
    汽车行驶时能对单片机的工作产生各种干扰源，如继电器火花、高压点火和电源等引起的干扰等。这些干扰会对会对单片机所控制的系统安全运行造成潜在的隐患。因此在选用汽车控制及安全方面的单片机时，首先应注重其抗干扰性能。在系统被干扰时能够以设计的备用安全参数行驶以保证车辆安全。
    3. 抗振性
    汽车行驶的路况是复杂的，经常受到颠簸。另外，发动机工作时也会产生振动。因此在结构和工艺设计上应保证汽车上的所有电器设备都必须经受得住强烈的振动。单片机也不例外，其作为控制的核心部分，良好的抗振性是其最基础的性能之一。
    4. 稳定、可靠性
    选用单片机时，稳定可靠性是汽车单片机的重点。这是关乎安全和生命的。
    除了以上几点，在选用单片机时，我们还应该考虑到性价比。在满足功能需求下，尽量降低成本。比如，一些简单的控制，就不需要用复杂的、价位高的单片机。另外，还应考虑到单片机市场的供需情况。
    三、汽车单片机发展趋势
    为了适应迎合为了未来汽车发展趋势和厂商的洗好，汽车单片机未来发展应该具有以下几个趋势。
    1. 低压
    汽车单片机电压将会有所降低以减少功耗。因此电压会降低到5V、3.3V 甚至到1.8V。
    2. 小体积
    更小体积对于空间布置极为有利。因此封装形式将会由DIP 逐渐转向SSOP 并进一步缩小为LQFP 封装。
    3. 市场进一步细分
    针对汽车不同系统的功能需求。通用型单片机将逐渐减少，而专用型将越来越多。高、中、低端市场也会细分。
    四、结语
    传统的汽车是一个单纯的机械装置，而现代的汽车已经完全改变，称之为机电一体化的智能设备更为合适。几乎在汽车的所有系统都用得到了电子产品，如信息娱乐系统，通信系统，引擎管理，电子方向盘，安全系统，电子制动，排气，车身电子，等等。这让整个汽车系统变得更加人性化、智能化，可靠性、舒适性、安全性也大大提高。这就要求有恰当的单片机作为支撑。笔者对汽车单片机背景、选用要求做了系统概述，并预测了其发展前景。
    参考文献：
    [1] 林慧萍. 中国汽车电子市场透析[J]. 电子与电脑,2009（3）.
    [2] 胥京宇. 汽车电子市场[J]. 世界电子元器件,2004（4）.
    [3] 刘志国. 单片机在汽车上的应用[J]. 汽车世界,1999（12）.
    （责任编辑：辛美玉）
    收稿日期：2014-08-06
    作者简介：李宝刚（1990-），男，山东临沂人，硕士。研究方向：汽车电子及发动机控制。

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