中心議題：

• 汽車內部傳感器網絡係統
• 汽車電子控製和調節裝備的變化

解決方案：

• 在傳感器模塊與ECU之間采用數字通信傳輸
• 製定和執行標準化數字接口
• 軟件錯誤檢測時采用臨時診斷DM

如今汽車內的電子元件價值已占到總車的15～20%。未來，隨著車輛中植入更多的安全電子設備、燃油消耗和燃料排放控製係統、通信和導航係統、信息娛樂係統以及其他提升舒適度的電子係統，該比例可能會高達30～40%。
　　
目前實現上述功能需要20～50個電子控製單元(ECU)，所用到的傳感器差不多有70～150個。這些傳感器負責測量的環境數據範圍很廣
，有壓力、溫度
、流量
、速度

、加速度以及角度等。它們將測量值送到ECU進行引擎和環境控製
、安全氣囊觸發，從而提升舒適度和安全性。像ABS、電子穩定程序/控製(ESP/ESC)，以及刹車輔助係統等，都要依賴傳感器輸入。
　　
在這些應用中，各種電子係統的自診斷能力正變得日益重要。例如，如果有可能直接在傳感元件中檢測到傳感器的缺陷
，ECU就能夠獲得可靠數據從而做出正確決策。對於那些與安全息息相關的係統來說
，係統禁用和應急啟動都相當重要。
                         
                                        圖1：如今汽車內的電子元器件價值已占到總車的15-20%。
                 
                          圖2:在現代車輛中，常常需要10到20條不同的數據總線將不同的裝配連接到一起。

作為網絡應用的汽車電子
　　
一份有關汽車電子控製係統的分析報告顯示，這些裝配的複雜度呈現指數上升。簡單的電子控製和調節裝備已經被更為複雜的IT係統取代。在這其中
，除了實際硬件外，軟件以及ECU間的雙向通信已成為一個新的關注點。
　
例如
，可能會通過診斷用CAN總線來訪問每個單獨的ECU、詢問其狀態
、讀取錯誤代碼，甚至刷新程序固件。如今，出於成本考慮
，許多應用中常常會共享傳感器。這意味著一個傳感器模塊的測量值將被幾個ECU處理。
　　
車輛中的大量應用已然轉變成了網絡應用。以往的常見架構(即一個ECU實現一個應用)已經被多個ECU共享的網絡功能所取代。
                    
                                                                        圖3：後備箱蓋功能樹。
　　
圖3是一個後備箱蓋的工作功能樹。在這裏，打開後備箱實際上需要激活兩個ECU裝置。其餘的ECU用來執行顯示和控製等功能。
　　
任何錯誤都會導致係統故障。打開後備箱蓋這個動作可能出現的錯誤模式有6個。應該是某個錯誤使得傳感器故障，這可能會在ECU的故障存儲器中產生十幾個不同的輸入。從這些錯誤代碼的分布來看
，有必要獲取比以往更為詳細的傳感器診斷信息。[page]
　　
汽車傳感器目前所用的通信協議仍然是模擬輸出。這是典型的點對點連接——即一個傳感器與一個ECU連接，並以電壓作為其輸出信號。盡管已經進行了一些改善，例如提高分辨率，或增加診斷範圍(LDR,UDR，見圖4)，但模擬輸出仍然是90年代至今該技術的核心。
                     

模擬輸出隻允許進行信號範圍內(如10-90%)的傳感器信號傳輸
，並通過開關將低診斷範圍(LDR)和高診斷範圍(UDR)轉換為故障狀態。因此，其無法傳送更詳細的故障信息。
　　
解決這一問題的方法是在傳感器模塊與ECU之間采用數字通信，來傳輸除傳感器數據之外的狀態信息、時shi間jian戳chuo以yi及ji誤wu差cha代dai碼ma等deng。不bu過guo遺yi憾han的de是shi，向xiang數shu字zi通tong信xin轉zhuan變bian所suo引yin發fa的de問wen題ti異yi常chang複fu雜za，因yin為wei傳chuan感gan器qi的de種zhong類lei相xiang差cha太tai大da，而er且qie不bu同tong的de傳chuan感gan器qi供gong應ying商shang所suo采cai用yong的de架jia構gou也ye有you所suo不bu同tong(見圖5)。
                 
                     圖5：傳感器的種類相差太大
，而且不同的傳感器供應商所采用的架構也有所不同。
從模擬角度來看，市場上提供各種針對所有環境變量的傳感器
，而且幾乎所有ECU微控製器都有模擬輸入口。因此
，利用市場上現有的元器件

，或僅需進行微調的產品開發新應用不會出現大問題或者大風險。

但這樣的情況卻不適合數字通信協議。可用的標準協議必須以特定方式使用。目前可用的數字協議包括：
　　*CAN：總體來說太過複雜，傳感器成本過於昂貴

　　*LIN：僅支持最高為19,200baud的低傳輸率

　　*外部傳感器接口(PAS4
，PSI5)：專為安全應用(如氣囊)開發，要求9V工作電壓，電流消耗大

　　*SENT：隻能支持單向
，目前還處於標準化階段中

於是
，在需要數字通信的應用中通常會采用專有方案。這意味著每個電路製造商都有自己的專有協議。支持ZMD31150、ZMD的ZACWire(串行數字接口)提供一個開放標準，能夠提供通信安全，在波特率和行末校準方麵具有靈活性。
　　
weilaijiniandetiaozhan


，shizhidinghezhixingkaolvdaochuanganqixitongheyingyongyaoqiubingjuchengbenxiaoyidebiaozhunhuashuzijiekou。gaijiekoubixumanzuxiamiansangeduoshaoyouxiemaodundeshejitiaojian：

*電路測試：為了測試成本最小化
，要求通信速度最大化

*校準：盡可能簡單、靈活

*應用：盡可能快速
、安全和兼容，特別是在超出規範工作電壓
、EMC高以及最大RF輻射受限的條件下。
　　
qichechuanganqizaianquanfangmiandeyingyongzhengriyizengjia。duiyukeyizaiweixiandeshachetiaojianxiajianxiaoshachejulideshachefuzhuxitonglaishuo
，xuyaoyigechuanganqilaiceliangshachexitongdeyali，shideECU能夠檢測出由駕駛員所發出的刹車動作。傳感器是激活ABS的關鍵，故傳感器必須100%準確。要保證這一點
，自檢功能必須盡可能的全麵。
　　
如果傳感器信號調節器(SSC)IC發現模組中的傳感器故障(例如傳感器短路)，或者由於外部故障引起了SSC的無效操作
，ECU必須能夠確定這些問題。例如
，可以利用ZMD31150來說明如何處理上述問題。ZMD31150是一款在汽車應用中進行信號調節的SSC。
　　                         ZMD31150中執行的診斷功能(見圖6)將對傳感器機能以及SSC進行連續監控。
               
                                                               圖6：ZMD31150中執行的診斷功能
　　
一旦檢測到故障，診斷模式(DM)被激活。數字通信消息中將建立一個錯誤標誌
，或者將模擬輸出切換到預先編程的診斷範圍LDR或HDR上。
　　
可檢測故障分為兩類
，即硬件和軟件錯誤。硬件錯誤是在SSC中檢測到的由硬件問題所引發的故障。本例中，信號調節被終止而DM被激活。
　　
相反
，軟件錯誤的原因就不會總是這麼清楚或連續出現。它們可能由外部原因引起，如EMC幹擾或者係統板上其他電氣負載進行開關操作。針對軟件錯誤
，這裏使用了一個錯誤計數器，當錯誤發生時進行“+”運算，而當錯誤不再發生時進行“—”運算。當檢測不到軟件錯誤時，軟件錯誤消息被低通過濾，傳感器返回到正常操作模式。這樣的做法被稱作臨時診斷DM。
　　
ZMD31150中的臨時DM是一個可選項
，在錯誤持續出現時提供可靠的錯誤信息。利用附加信息(如冗餘傳感器或進行大量檢查)，ECU將決定當前應用能否繼續可靠工作，或者根據錯誤消息必須關斷。
　　
如果隨著感性負載(SchaffnerPulse3a或3b)接通，某個故障耦合到了傳感器係統的電源電壓上，該故障同樣能夠耦合到傳感器上

，從而觸發自診斷功能。但是有了臨時DM
，這種情況不得不連續出現幾次後才向ECU報告錯誤。由於錯誤計數器過濾了結果，明顯的錯誤信息和相應的誤導將被避免。
　　
例如，許多駕駛員都體驗過儀表盤上突然顯現一個錯誤信號，或者是“檢查發動機”的(de)指(zhi)示(shi)燈(deng)點(dian)亮(liang)，並(bing)伴(ban)隨(sui)一(yi)條(tiao)請(qing)與(yu)維(wei)修(xiu)廠(chang)聯(lian)係(xi)的(de)信(xin)息(xi)。有(you)時(shi)候(hou)該(gai)消(xiao)息(xi)在(zai)第(di)二(er)天(tian)就(jiu)不(bu)再(zai)出(chu)現(xian)，而(er)檢(jian)修(xiu)人(ren)員(yuan)將(jiang)一(yi)個(ge)模(mo)組(zu)或(huo)傳(chuan)感(gan)器(qi)更(geng)換(huan)下(xia)來(lai)後(hou)發(fa)現(xian)沒(mei)有(you)任(ren)何(he)問(wen)題(ti)。適(shi)當(dang)的(de)軟(ruan)件(jian)過(guo)濾(lv)即(ji)可(ke)消(xiao)除(chu)這(zhe)類(lei)惱(nao)人(ren)的(de)事(shi)情(qing)。
　　
利用傳感器信號調理IC可以大大簡化汽車安全傳感器係統的開發。確保傳感器輸出100%正確的自診斷功能

，隻能在信號調整階段實現，鑒於此，該功能必須是片上實現。
　　
像ZMD傳感器調理IC這類的器件集成了全麵的自診斷功能。通過配置EEPROM
，可ke以yi對dui某mou個ge錯cuo誤wu進jin行xing精jing確que定ding義yi，並bing且qie對dui係xi統tong如ru何he反fan應ying進jin行xing定ding義yi。對dui檢jian測ce到dao的de錯cuo誤wu事shi件jian進jin行xing響xiang應ying的de各ge類lei執zhi行xing程cheng序xu，有you助zhu於yu避bi免mian明ming顯xian的de虛xu假jia錯cuo誤wu信xin息xi，從cong而er可ke以yi增zeng加jia自zi診zhen斷duan的de可ke靠kao性xing。