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车载信息娱乐系统中的电源设计（上） 汽车车载信息娱乐系统，又称车机，是基于车身总线系统和互联网服务而形成的车载综合信息处理系统。近年来，随着人们对驾驶、信息、娱乐、安全等各方面需求的提升，汽车的集成化、模块化程度越来越高。这为车机系统的研发带来新的挑战，其中电源设计首当其冲。 【导读】汽车车载信息娱乐系统，又称车机，是基于车身总线系统和互联网服务而形成的车载综合信息处理系统。近年来，随着人们对驾驶、信息、娱乐、安全等各方面需求的提升，汽车的集成化、模块化程度越来越高。这为车机系统的研发带来新的挑战，其中电源设计首当其冲。 本文为汽车车机系统电源设计系列文章之上篇，主要介绍一级电源和二级电源的特性，下篇将专门介绍环视摄像头的电源解决方案以及通用的汽车USB连接端口。 车机的典型电源架构如图1所示。一般而言，系统 MCU 和CAN模块通过一级LDO供电，以实现系统监测和唤醒。两个 DC /DC 变换器 用于给主处理器 核心板 和其他外设模块供电，诸如串行器、解串器和tuner IC等。摄像头模组由独立的供电单元供电。另外，还有专门的USB充电器IC为车机前面板的USB端口提供电力。 图1: 车机系统的典型电源架构 下面，我们来讨论决定选型的一级电源和二级电源关键特性。 一级供电电源的特性 系统一级供电电源直接连接车载蓄电池，其重要性不言而喻。一方面，它需要承受来自车载蓄电池的各种极端瞬态工况，比如ISO7637-汽车电源线瞬态干扰抗扰性测试；另一方面，还需要满足相应的EMI测试标准，避免设备本身对蓄电池上的其他设备产生干扰。 MPS 提供的频率可调、同步降压 开关稳压器 MPQ4436A可以满足上述要求，其主要性能如下所列： •3.3V至45V的宽工作电压范围 •6A连续输出电流(IOUT) •18uA睡眠模式静态电流(IQ) •内置48 mΩ上管（HS-FET）/20mΩ 下管（LS-FET） MOSFET •支持频谱扩展功能（FSS）以实现低EMI •符合AECQ-100等级1认证 更强的电源线抗扰能力 MPQ4436A的输入电压范围(VIN)支持最高50V的耐受电压。对于ISO7637中规定的 Pulse 5a/b（Load Dump）测试，该器件对滤波后的残压留有较大的安全裕量。 MPQ4436A的输入电压可低至3.3V，宽工作电压范围可轻松应对ISO7637中规定的Pulse 4(Cold Crank)测试。 图2所示为ISO7637 pulse 5a/b（load dump）测试脉冲。 图3所示为Pulse 4（cold crank）测试脉冲 图3: Pulse 4（cold crank）测试脉冲 卓越的EMI性能 MPQ4436A在芯片设计时充分考虑了EMI的优化，具体措施如下： 1.采用开关频率(fSW)展频技术。MPQ4436A采用频率扩展功能（FSS）来改善大电流下的EMI，它通过在开关频率点附近加入±10%的频率抖动，大大降低了峰值EMI噪声。 2.采用对称引脚封装设计。MPQ4436A 采用对称的引脚封装设计，同时合理布局高频环路、VIN与GND，并对称放置高频电容以形成磁场抵消效应。VIN、SW和OUT引脚的对称布局如图4所示。 图4: 对称引脚封装布局 图5显示了MPQ4436A的封装设计。 图5: MPQ4436A封装设计 MPQ4436A可以直接通过 CI SP R25 Class 5 标准测试。图 6 显示了其平均传导发射。 图6: MPQ4436A 的平均传导发射 图 7 显示了 MPQ4436A的平均辐射发射。 图7: MPQ4436A 的平均辐射发射 紧凑的封装和良好的散热性能 MPQ4436A采用QFN-20 (4mmx4mm)封装，省去了2个MOSFET和一个采样 电阻 。 凭借更小的解决方案尺寸，MPQ4436A得以具备优秀的散热特性。如图8所示，在12V至5V的压降条件下，温升仅为36°。 图8: MPQ4436A在6A条件下的温升 图 9 显示了实现高效散热的MPQ4436A 紧凑型封装。 图9: MPQ4436A的紧凑型封装 支持错相并联 车机应用中，很多时候需要大电流进行平台设计，MPQ4436A提供并联运行以支持这种应用。例如，两片MPQ4436A可以并联运行，并错相180°输出。在增加输出功率的同时，由于其输入错相后相互叠加，降低了输入电流纹波，从而进一步改善了EMI（如图10所示）。 图10: 两片MPQ4436A的并联运行 二级供电电源的特性 二级电源一般用于为系统中的高速通信块（如解串器/串行器）、调制IC、系统存储以及其他外设供电，这些外设通常具有特殊的上下电时序要求，从而带来一定的设计挑战。 MPS公司的MPQ2166A是一款具有脉宽调制 (PWM) 和内部补偿功能的双通道同步降压稳压器，它能够满足上述的需求。 紧凑的封装和对称布局 MPQ2166A是一款紧凑型二合一降压变换器，采用小尺寸QFN-18 (2.5mmx3.5mm)封装。该器件最高支持3MHz的开关频率(fSW)，这进一步减少了外围电感电容的数量。 对称的引脚分布（见图11）有助于减低EMI，而错相180°运行的双通道更进一步改善了EMI。 图11: MPQ2166A的对称引脚分布 更利于多电源轨设计 MPQ2166A为每个通道都提供独立的EN/SS/PG引脚，这便于调整每个通道的上电时序，同时分别监控每路电源的状态（如图12）。 图12: 独立EN/SS/PG引脚 MPQ2166A支持两路电流的灵活分配，可配置为2A/2A或3A/1A。 买电子元器件现货上唯样商城 结论 电源设计是车机系统开发的重要考量因素。本文介绍了车机电源需求，以及MPQ4436A实现一级电源和MPQ2166A实现二级电源所具备的优势。本系列文章的下篇将探讨摄像头电源和USB 充电方面的挑战。

Nuance通讯公司和中国本土领先汽车制造商比亚迪日前共同宣布，比亚迪全新思锐系列轿车将整合Nuance车载语音技术。比亚迪在“2013年上海国际车展”中展示了该款车型及其先进的车载导航系统。 据IHS Global Insight（IHS环球透视）数据显示，中国消费者对于高级车载信息娱乐系统的需求日益增大。目前，95%的新车均配备音响系统;到2017年，预计有25%，即700多万辆的新车将搭载导航系统。为满足这种与日俱增的消费者需求，比亚迪新款信息娱乐系统整合了 Nuance 语音识别技术，可以支持中文普通话，并提供更智能、更安全的车载体验。 搭载了Nuance领先语音技术，比亚迪全新思锐的智能语音控制系统引人注目 比亚迪思锐系列轿车的车载语音应用可实现对收音机、电视电台、碟片、媒体播放器和导航系统的语音控制。比如，人们可以说： “播放收音机”， “播放新闻频道”，或要切换光盘模式，可以说“全屏播放”； 如想切换歌曲，可以说“播放下一首歌曲”； 或说“搜索加油站”，系统将自动为您查找最近的加油站路线，等等。 比亚迪汽车工业有限公司汽车电子及零部件事业部总工程师罗如忠说，“比亚迪一直是中国本土汽车市场车载 IT 和信息娱乐系统创新的佼佼者。通过在比亚迪最新一代信息娱乐系统中集成 Nuance的尖端语音识别技术，我们将能为广大国内消费者带来直观的语音对话体验。” Nuance Mobile车载业务部副总裁兼总经理Arnd Weil 说，“Nuance语音识别技术应用广泛、灵活性强并具有卓越的性能，为比亚迪在中国市场提供创新产品的重要保障。与比亚迪的合作进一步展示了我们为中国消费者带来人性化语音应用引人入胜的使用体验的承诺。” 整合于思锐轿车车载系统的Nuance车载语音识别技术，可以支持普通话指令，是Nuance广泛的嵌入式、互联语音识别和语音合成产品组合的组成部分。Nuance多元化的语音识别技术使全球消费者能更加人性化地仅通过语音方式与其手机、平板电脑、电视、汽车和计算机进行互动。 《电子设计技术》网站版权所有，谢绝转载

  何谓车载信息娱乐系统 ？ 随着汽车工业与交通运输的蓬勃发展，车载信息娱乐系统已然成为一种创新的车载电脑应用，随时随地提供最实时的交通信息与娱乐休闲服务，包括导航、影音串流以及网络互连。许多知名汽车厂商不但意识到车载信息娱乐系统将会是未来汽车工业发展的关键杀手级应用外，势必成为自家产品差异化特色的一大卖点。不同以往只能在车内收听广播、音乐与观看电视，创新应用的发展也间接意谓着技术整合的挑战。有鉴于此，当一辆汽车不再只是提供交通运输的功能，而是透过网络与各式电子装置互连沟通，成为一种新时代的人工智能产品时，相关的硬件、软件兼容性和互操作性验证就会相形渐增与重要，才能确保车载信息娱乐系统的功能、质量以及效能的完美上路。     透过技术标准的水平整合能力，提供最佳的客制化服务 诸如此类的尖端科技与服务已不单单出现在一般的数字家庭或行动装置上，透过庞大规模的交通运输系统，将服务应用扩及我们日常生活的每一分、每一秒。作为国际各大技术标准协会所认可的第三方测试实验室，百佳泰不但为你关注此一最新应用的发展之外，更提供全方位的车载信息娱乐系统验证服务，除了随时更新现有的装置采购计划以备妥最完整的电子产品线（如不同国家区域/品牌的手机如何与车载信息娱乐系统作链接），并建构全面性的客制化测试需求与环境（针对不同国家或特定区域进行讯号仿真测试），让你的车载信息娱乐系统能无缝隙地与各种装置作同步化的链接应用，并为后续在效能、整合与互联上的质量把关。   随着车载信息娱乐系统的发展，随之而来的整合与验证挑战将会有： －        导航系统 －        影音效能测试，包括串流与播放质量 －        后座娱乐系统（音乐​​、电影、游戏、电视等等） －        应用软件 －        储存技术 －        内部连接到行动装置 －        外部通讯至无线电视射频讯号     值得注意的是，大多数汽车厂商为了扩充车载信息娱乐系统的服务范畴，皆纳入最新的Android相关软件应用。此举将全面整合Android装置与车载的影音、导航系统，包括透过云端服务和应用软件来连接音乐或电影。换言之，随着越来越多的功能被纳入车载信息娱乐系统，所有的装置与技术整合也不容小觑，如软件功能、硬件整合、装置互通到操作系统（Android、Windows RT、Linux）的有效执行等等。   根据上述，百佳泰即根据汽车厂商的要求与产品特点，精准地提出最适宜的测试计划、结合所有的解决方案，以帮助您了解车载信息娱乐系统为何、其相关技术标准的验证项目、潜在的风险评估与问题肇因。车载信息娱乐系统的可扩展性和互操作性绝对是未来成功推广的关键因素，为了确保您的车载信息娱乐系统能迅速发展，百佳泰所设计的测试与解决方案绝对是您的最佳选择。   延伸整合应用 h TC Connect TM  Program hTC Connect TM  Program为一套专为消费性电子产品制造商所设计的技术标准，能有效无缝隙地链接hTC产品与消费性电子等产品如车载信息娱乐系统或数字家庭系统，透过DLNA、Bluetooth、NFC等技术标准来确保最优化的高画质视听效果。于此环节，百佳泰能提供的服务是， －        与hTC的互惠合作，以扩大hTC Connect TM  Program未来的应用发展及后续验证、咨询服务。 －        授权成为标准测试中心，执行相关hTC Connect TM  验证计划。 －        最有效的DLNA和Bluetooth兼容性测试和解决方案。   一次到位的认证、互用性测试咨询服务   百佳泰拥有最完整的互用性测试产品架构，提供最完善的测试环境以确保车载信息娱乐系统是否能与其他品牌的软、硬设备协同运作。特别在标准认证领域，车载信息娱乐系统涉及的技术范围相当广泛，例如Wi-Fi、USB、Bluetooth、DLNA、MirrorLink以及MHL等等，看似单一的各项技术标准，如能整合其水平应用，将能创造出最大的技术与服务价值。车载信息娱乐系统为知名汽车厂商创造了一个很大的挑战，若您对车载信息娱乐系统技术发展或认证测试等相关疑问，欢迎径洽百佳泰service@allion.com，让我们为您提供降低开发成本、提高验证效率、简化设计复杂性、加快产品上市时间、软硬件研发以及提高产品质量的全方位整合服务。