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安全也能出售。这句话很好地表达了汽车元器件制造商和市场分析师的总体感觉。汽车元器件制造商一致看好主动安全产品-有助于防止碰撞的器件、系统和组件。 在TI公司于2006年11月发表的白皮书“Transforming Performance Safety in Automotive Applications”中，分析师们预测主动安全和高级驾驶辅助系统(ADAS)将成为2010年的一流新技术。 Strategic Analytics公司于2006年8月发表的题为“Automotive Semiconductor Forecast 2004-2013: Safety and Convenience Electronics Key to Growth”的报告中更是预测主动安全产业将有高速增长，而且展望了美好的应用前景，包括车道偏离告警系统、睡意检测以及夜视等。报告作者大胆预言到2011年复合平均年增长率将超过50%。 主要原因
有两个原因鼓舞着安全创新：满足政府规定的需要以及增加更多最终用户价值的需要。美国国家高速公路安全管理局在2005年4月发布的条例要求在美国销售的所有新款客车和轻型汽车在2007年9月前都要装备胎压监视系统(TPMS)。重量超过1万磅的汽车在2008年之前必须采用TPMS技术。 飞思卡尔半导体公司推出的MPXY8300 TPMS就可以满足上述要求，这款TPMS据称是业界首个包含容性压力传感器的TPMS(参见2007年9月13日期刊第40页上的“Tires Put Pressure On RF”一文)。采用系统级封装的MPXY8300安装在带有气阀的盒子中的一块电路板上。整套装置再安装在轮胎中(图1)。在正常工作中，无论哪个轮胎(包括备胎)处于非最佳胎压时TPMS都会立即提醒驾驶员。在特定轮胎转速和在轮胎静止时发送测量结果是可编程的。 除了压力传感器外，MPXY8300还集成了一个温度传感器、一个带512bits RAM和16kB闪存的8位微处理器、一个单轴或双轴加速计和一个工作在315MHz和434MHz并带充电泵的射频发射器。也有不带加速计的型号。传感器有两种压力范围：针对客车的100到800kPa以及针对重型汽车和卡车的100到1500kPa。 值得特别注意的是，专有的低功率技术使TPMS电池寿命延长到10年以上。其它特性包括多种波特率和调制方案、过温关闭、供电电压测量、低功率唤醒定时器和周期性复位驱动器。芯片采用20引脚小外形集成电路(SOIC)封装，工作温度范围从-40℃到125℃。 半导体制造商恩智浦(NXP)也有涉足TPMS领域，它的产品是P2SC系列信号调节器。系列中的高级成员PCH7970主要用于实现信号调节和数据成帧，用以连续监视单个轮胎的压力。在8位微RISC内核的帮助下，该器件可以提供通用I/O控制外部电路，并提供12位模数转换器(ADC)监视压阻桥接传感器的输出电压。 两个多路传感器与该器件相接，其中传感器和ADC严格按比例工作，128字节的EEPROM存储校准数据用于数字传感器的信号处理。该芯片还包含有128字节的RAM、允许象闪存一样编程的4kB E-ROM和4kB的ROM。 更高附加值的安全系统
Delphi Electronics公司也提供众多的OEM产品。虽然不满足任何特殊的规定要求，但它们包含了有源夜视、红外车侧告警、车道偏离告警和智能巡航系统。 有源夜视系统在头灯中集成了近红外照明，并在挡风玻璃后面安装红外敏感摄像机，同时配套有显示器或导航系统。照明灯照亮前方道路，同时摄像机捕捉和增强路面图像，然后显示在显示器上，最终提供明亮、自然的车前方图像(图2)。而且驾驶员不必使用大灯，从而可以避免对方司机眩目。 在轻型汽车的两侧后视镜和倒车镜、尾灯和/或车身两侧安装的无源红外传感器组成的车侧告警系统可以随时测量相邻车道的温度。当它检测到有车子进入盲区时会在镜子中发出一个可视指示信号。 而公司另外一个用于客车和重型汽车的车道偏离系统可以在车子无意偏离车道时提醒驾驶员。使用图像处理算法的摄像机可以检测到前方最远25米处的车道标记，并由此确定汽车的方向和横向位置。 如果汽车发生偏离，系统就会发出告警。告警类型可以设置成模拟的停车振动带(低速颠簸)、可闻声音和触觉告警。系统的另外一个显着特点是车道宽度和道路弯曲率估计，该功能可以与汽车的动力转向和机动刹车系统集成在一起实现进一步的控制。 此外，智能巡航控制和间隔距离告警/时停时走系统可以降低司机在慢速行进状态下调整速度、刹车或释放巡航控制的需求，它能提前进行检测。该系统采用的76GHz、长距离雷达传感器与汽车的刹车和节气门系统相接。 巡航控制系统机械扫描路线远达152米，可根据用户设定的时间间隔调整速度。时走时停特性可以将速度控制到停止状态，并在司机接触油门踏板时自动恢复设定的速度。 未来主动安全的创新
目前还没有汽车能在司机或乘客掌控方向盘之前实现自动安全驾驶，那么在不远的将来我们将面临什么样的主动安全设计挑战呢？飞思卡尔半导体公司的Marc Osajda提供了一些有趣的观点。 两大研究和开发领域可能是交通流量标志和信号识别加上自动刹车。从最近在数字成像器件、传感器和软件方面的发展来看，前景似乎非常乐观。但仍有大量难题需要解决。 我们认为最先要考虑的是人类因素。司机很容易认出停止信号和穿着红色运动衫并停止不前的步行者之间的区别。他们当然也知道在遇到红灯、闪烁的红灯、闪烁的黄灯或多种停止信号的十字路口时该怎么做。而且司机可以根据速度或情况的紧急性本能地知道以何种程度踩下刹车踏板。 这些未来自动识别和刹车系统的设计师必须解决比这几种例子更多的情况。MCU和FPGA制造商也会发现他们自己要忙于满足更多功能的要求。司机也必须习惯一些新的事件，比如正好停在停止记号前，而不是离开有一码或两码的距离。 碎石和坑洞检测对城市和乡村驾驶来说也都很有用。开发能够检测路上明显障碍(如停着的车辆、倒下的树或一堆垃圾)的系统相对比较容易，只需一台摄像机、接近软件、显示器和一个告警系统。但会伤害TPMS的细小威胁，如玻璃渣、光线暗淡的小型金属物或充满了雨水的坑洞，则是另外一回事。 涉及未来创新的最有趣的概念可能是车辆间的无线通信，路上的所有车辆可以相互间传递交通信息。例如，被堵在某段拥挤不堪的路中间的汽车可以提醒后方驾驶员做好准备并减速，以防止重大的连环相撞事故，或让这些司机离开这条道路，重新选择新的路线。 在这种情况下，设计师必须处理好任何一种在用的无线协议。营销经理则需要考虑心理因素：令司机们自信跑车与豪华SUV之间的通话不存在什么问题，这也涉及到与混合动力汽车的通信。整合？ 在2007年9月10日发表的题为“Photonics Technology’s Greater Efficiency Complements Electronic Solutions in the Automotive Industry”的报告中，Frost&Sullivan公司市场分析师认为光子技术的性能可以满足汽车产业对提供超级性能、可靠性和鲁棒性的安全产品的需求。 他们还认为，光子技术可以比半导体解决方案提供更好的性能。LED和LCD技术将显着地增强未来汽车的照明和显示系统。同时，汽车产业将专注于加快用于安全应用的光学传感器和智能显示器的部署。 Gentex公司就是一家在光学领域从事主动安全产品开发的公司，它在自动变暗后视镜中使用了专有的智能光传感技术。该技术将集成有光传感器的CMOS器件放置在后视镜中。不需要任何额外的元件，如放大器或模数转换器，该器件就能将光功率数据传递给微处理器或计算机，再由微处理器或计算机根据光照度调节镜子亮度。 Gentex公司还预测了在未来后视镜中可望集成的产品。雨水传感器、GPS、胎压指示器、一氧化碳告警、冲突避免告警甚至手机都是可能的对象。 Gentex公司产品规划中还有一个项目，就是汽车后视系统，它采用小得象传感器一样的摄像机去监视驾驶状态(图3)。其它未来可开发的产品还包括能够根据光强度或根据要求自动调节亮度的车窗和天窗。 | 
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