汽车传感器技术推动非车用嵌入式设计的发展

技术分类: 测试与测量  消费电子设计  | 2003-03-01
Dan Strassberg,EDN资深技术编辑

形式出现。传感元件的输出常常是一个低电平模拟电压或电流,而且常常是被检测变量的非线性函数。当今的原始(或不存在的)计算函数需要线性化的高电平输出,按照被测变量进行标度,并且经常对补偿和增益进行修正。后来,又常常将几种传感器和信号调节电路集成在一起,并且将输出设定成标准范围值。在工业应用,特别是在过程控制中,输出范围标称值为4~ 20 mA。
  由于A/D变换器的尺寸大大缩小,成本显著降低,已使人们能够生产出成本几乎不比模拟电路高的小型数字输出信号调节器。数字通信的广泛应用推动了可通过标准数字协议进行通信的信号调节器的设计。基于IC技术的传感器的发展,使人们有可能将传感器、信号调节器和标准化数字接口集成在一块低成本的IC上。即使是这样,许多现代汽车仍然在采用模块化的信号调节器,例如图4所示的信号调节器。


磁阻角度传感器在汽车上的应用



  虽然这一结果听起来很棒,但也不是没有问题存在。一个主要问题在于掌握这种技术很容易,或者是有太多的电子工程师们太有创造力,或者是他们过高估计自己的创造力。现在看来,好像每位在世的电子工程师都至少设计了一种新型总线和相关的通信协议,而这些总线和协议中任何两个都是不相兼容的。那座由

过多互不兼容的总线和协议"标准"所构建的巴比通天塔造成了时间、精力和金钱的巨大浪费。
  汽车工业不能不受到这些总线竞争的影响。最著名的汽车总线是CAN(控制器区域网,参考文献4)。CAN最初在欧洲的汽车制造商中拥有一批支持者。而一种较新的总线是LIN(本地互连网),它不是为了取代CAN,而是对CAM的补充。LIN是一种低成本的总线,用于对汽车主人的安全并不十分重要的应用场合。在LIN协会的网站上,你可以了解到大量汽车公司和电子公司正在使用LIN总线。
  内容提要
  · 传感器已经在汽车设计中起主要角色的作用。这一作用随着汽车功能(如稳定性控制和电子油门控制)的增多而愈来愈大。
  · 对于许多种传感器来说,只有IC技术才能生产出满足汽车工业要求的器件,亦即这些器件成本低,能在极端的环境下可靠地工作许多年。
  · 既有探测功能又有非易失性RAM的IC可使器件制造商对芯片进行编程,以弥补制造上的缺陷。但是,设计师们必须想方设法防止这种混合IC的成本上升。
  · 可编程性使非汽车嵌入式系统设计师对汽车传感器进行修改,使之适合他们的需要,而可以以低成本获得牢固性和高可靠性。

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