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发布时间：2018-07-16 00:00
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　　现代汽车的功能越来越多，新的挑战也随之出现。尽管功能安全在汽车业不是一个新课题，但随着时间的推移，它越来越受到关注。作为设计原则，功能安全的重点在于使用电子电气 (E/E) 设备时，降低其带来人身伤害或人体健康损害的风险。功能安全原则致力于解决随机硬件故障和系统故障——均与车载网络 (IVN) 产品相关。　　汽车业近期的发展趋势对功能安全提出了更高要求。比如，自动驾驶需要汽车接管驾驶任务并做出关键决策。自动驾驶对于OEM厂商和最终用户来说都是独一无二的机会，但需要新的解决方案来满足所需的高安全级别。　　新的汽车趋势正在重新定义车载网络　　车载网络不断发展，以适应自动驾驶汽车带来的数据量增加。数据必须易于获取且安全，以便进行实时处理和决策, 还需要降低线束成本和重量。　　这些变化正在改变车载网络架构，并推动架构分区，即汽车功能分散在整个网络，且更依赖通信能力。相对于以往基于域的子网而言，功能安全在通信网络中更加重要。　　以太网物理层（PHY）如何提供支持　　随着汽车功能更加分散化，车载网络在确保系统功能安全和可用性方面的作用日益增强。现代汽车需要高度可靠且高速的数据通信骨干网，而骨干网需通过汽车以太网实现。交换机和物理层等以太网组件需要集成高级监测和诊断功能，以实现系统安全性和可用性目标。　　物理层级的高级监测和诊断功能可在系统层级改进故障反应。检测故障所需的时间降至最低，系统的响应时间缩短。它们还可增强系统级故障定位，因为物理层会标记任何可能妨碍其正常运行的问题。这两种方法结合有助于在尽可能短的时间内对系统级故障做出反应。　　网络IC功能可预防、预测和应对故障情况，为功能安全做出重大贡献。ISO26262等标准为功能安全评估提供了必要的指导。ISO26262定义了功能安全系统开发的方法；除了一些带有串行通信示例的一般准则外，没有具体的系统要求。　　汽车以太网支持未来软件定义汽车。了解详情，请访问恩智浦完整以太网解决方案中心>>　　TJA1103：恩智浦首款ASIL B以太网物理层　　由于车载网络将在下一代汽车功能安全方面继续发挥重要作用，恩智浦将更加重视网络组件的质量和可靠性。因此，网络组件开放必须遵循ISO26262，以降低因电子电气系统故障而造成的风险。　　恩智浦在汽车业有悠久发展历史，积累了深厚的专业知识，可遵循ISO26262开发产品，为系统的功能安全和可用性提供支持。恩智浦将推出首款符合ASIL B标准的可扩展物理层系列器件TJA1103。　　TJA1103的开发符合ISO26262标准，有助于防止系统故障，同时确保所有相关的功能安全文档可用。在启动过程中的自诊断部署在硬件中，可防止潜在故障并支持随机故障检测。如果在功能安全环境中使用， TJA1103的错误通知功能允许主控制器做出相应的反应并恢复系统。如果无法恢复，则将受影响的部分设置为安全状态，以确保网络其余部分的安全通信。这样，网络的可靠性和质量可以得到提升，实现安全通信。
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　　我们对汽车及其工作原理的认知发生了巨大变化。汽车的自动化程度、电气化程度不断增加，越来越注重服务，不断为最终用户实现定制、升级。而汽车变革的根本在于，汽车将由软件定义。简言之，汽车的所有功能都将在虚拟模型上进行设计、测试、验证，并可能进行修改，虚拟模型将伴随实体汽车存在于整个生命周期。　　这场变革将需要对汽车架构进行深层次的改造。除了让汽车开发更快、更轻松外，它还将通过以数据为导向的服务，为OEM厂商提供富有吸引力的新商机，吸引更熟悉支持签约功能的一代用户。从本质上讲，交通出行逐渐成为服务增强用户体验，受到网络解决方案、MCU和PMIC等前沿解决方案的支持。　　表1：SDV如何改变驾驶体验　　以太网是下一代汽车架构中必不可少的技术。了解恩智浦全面的以太网解决方案，为开发助力，点击这里>>　　架构分区的演变趋势　　汽车的各种功能将通过无线更新 (OTA) 从移动硬件内部云端下载，而不是通过盒子 (ECU) 添加。这种方式允许持续集成和持续部署 (CI/CD)。为了实现这一目标，汽车电子电气架构正从功能独立的平面分布升级到更现代化的域结构以及区域结构。　　“区域化”将模块和连接集中在汽车的物理区域，同时将大部分处理能力转到车载中央计算机中。这将带来许多好处，因为减少了布线成本和重量，并提供了可扩展的集中化软件，为加速软件和无线更新驱动的汽车创新奠定基础。　　分区电子电气架构赋能软件定义汽车　　试想一下，一个传感器可用于不同领域 (例如，用于ADAS和信息娱乐系统的摄像头)。共享此传感器的最佳方式是什么？在域架构中，共享路径十分复杂。而在更友好的分布式架构中，传感器数据可作为服务传输给所有虚拟机。每个区的ECU都将成为传感器的服务器。　　运用这种方法，在发生突发事件时更容易建立事件的连锁反应。例如，紧急制动场景——雷达、摄像头或激光雷达传感器组合确认汽车前方意外出现物体。制动系统立即启动，但是如果ADAS计算机意识到可能发生事故，汽车就开始准备以防万一，并触发信息娱乐系统播放视觉和音频报警通知。安全带系紧，安全气囊准备好，窗户放下，警报信号灯亮起，这一系列操作都在区域/域以太网网络上立即启动、同时进行。　　可能性：以太网支持所有连接　　区域化让所有数据都转换为以太网帧，并可用于主干网上的所有域控制器。不同的虚拟功能和虚拟机可复用各个功能。还可以根据CPU负载或电源情况转移任务及完善虚拟机 (负载平衡对电动汽车非常重要)。上述场景的实现，需要大量采用基于以太网的网络和组件。　　恩智浦提供完整以太网PHY网络解决方案组合，包括10/100/1000 BASE-T、多千兆以太网PHY以及内置数字以太网交换机。如需获得能快速投放市场的系统专业技能，OEM厂商和一级供应商可利用恩智浦丰富的汽车体验产品，包含以太网PHY、以太网交换机、聚合MCU、网关处理器和PMIC的系统解决方案。
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　　如今，非接触式交易在我们的日常生活中越来越普遍，世界各地的人们都在使用诸如智能手机、可穿戴设备和智能卡之类的设备进行付款、出入建筑物、赚取积分和搭乘公共交通工具。所有这些非接触式交易都涉及个人信息。如果信息遭到窃取或滥用，可能会导致严重后果。　　为了降低遭遇欺诈和盗窃的风险，需要为非接触式交易提供保护。这样做是为了保护私密数据，从而最大程度地减少各种威胁。因此，NXP在16年前推出了名为MIFARE安全访问模块 (SAM) 的专用IC系列，此后又推出了多个改进版本，目的是提高非接触式交易的安全性。　　为非接触式交易提供保护　　MIFARE SAM是一款安全微控制器，基于配备专用操作系统和功能集的IC，用于存储和使用各种加密密钥及其处理方法。当与MIFARE非接触式IC（例如车票或RFID钥匙卡）结合使用时，MIFARE SAM可集成在非接触式读卡器（例如POS终端、收费站或门锁）中，为安全密钥的存储和通信功能提供额外的保护，从而增强交易安全性。MIFARE SAM能够帮助建立安全连接，因此非接触式设备可以在安全执行敏感交易的同时，保护这些交易的安全性。　　MIFARE SAM专门设计为可与恩智浦广泛的非接触式MIFARE IC产品组合（包括MIFARE DESFire，MIFARE Plus，MIFARE Ultralight甚至SmartMX解决方案）配合使用，现已推出第三代产品。　　MIFARE SAM AV3增强系统安全性　　在需要进行安全数据处理、身份验证和加密的情景中，MIFARE SAM AV3有助于增强整体系统安全性。MIFARE SAM AV3与读卡器之间的连接将使用基于对称加密（TDEA和AES）或PKI RSA非对称加密的安全协议进行保护。这些协议符合最新标准，因此有助于保护数据的机密性和完整性。　　MIFARE SAM AV3还提供了一种特殊的X模式。该模式可以让设备管理与RF通信相关的任务，从而实现更简单的设计、减少代码并降低系统复杂性。只需将安全交易所需的加密功能放入MIFARE SAM AV3，缩短通信时间并简化设计，从而加快部署速度。在X模式下操作还可以提高读卡器的性能，从而加快标签、读卡器和SAM之间的通信速度。　　为智慧城市应用提供支持　　正是由于MIFARE SAM是设计用作保护MIFARE非接触式IC的配套元件，因此它能够支持使用这些IC进行非接触式操作的应用，例如交通票务、门禁控制、会员积分和小额支付。　　但我们最近推出的MIFARE SAM AV3远远超出了MIFARE的范围，它还支持NTAG (NFC)、ICODE (HF) 和UCODE (UHF) IC系列中的恩智浦DNA系列产品。　　例如，由于UCODE DNA IC提供的读取距离高达15米，可以在基于RAIN RFID的系统中使用，以支持与车辆相关的应用，例如车辆自动识别 (AVI) 和道路通行费支付。另一个例子是，MIFARE SAM AV3可与恩智浦ICODE DNA IC搭配，支持使用RFID读取高达1.2米范围内的标签，并自动执行供应链任务，例如识别消耗品。此外，当用于恩智浦NTAG DNA IC时，MIFARE SAM AV3可以在近距离工作，完成其他与供应链相关的任务，例如原材料和备件的识别与认证。
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