優(yōu)化汽車無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)，利用藍(lán)牙低功耗和LIN技術(shù)如何快速實現(xiàn)？
在汽車行業(yè)，無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng) (PEPS) 的出現(xiàn)徹底改變了我們與汽車交互的方式。該系統(tǒng)通過安全的無線通信來自動解鎖汽車，并支持一鍵啟動發(fā)動機(jī)，無需實際操作車鑰匙。這項技術(shù)不僅簡化了進(jìn)入及啟動車輛的過程，增加了便利性，而且還通過先進(jìn)的身份驗證程序來防止未經(jīng)授權(quán)訪問車輛，增強(qiáng)了安全性。
藍(lán)牙® 低功耗 (Bluetooth ® Low Energy，以下簡稱藍(lán)牙低功耗) 技術(shù)和加密標(biāo)準(zhǔn)等無線技術(shù)不斷進(jìn)步，使得 無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)更易于使用并有效降低了成本，進(jìn)而在汽車領(lǐng)域更加普及。汽車藍(lán)牙低功耗市場涵蓋了基于藍(lán)牙低功耗技術(shù)的無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測系統(tǒng) (TPMS) 和無線電池管理系統(tǒng) (WBMS) 等豐富應(yīng)用，且其規(guī)模有望持續(xù)擴(kuò)大。車輛門禁市場預(yù)計會以穩(wěn)定的復(fù)合年增長率 (CAGR) 持續(xù)增長至 2027 年（見圖 1）。這些系統(tǒng)逐漸成為中檔以上車型的標(biāo)準(zhǔn)配置，不僅加強(qiáng)了防盜安全性，還通過高度集成簡化了用戶體驗，是車輛門禁控制發(fā)展過程中不可或缺的關(guān)鍵特性。
圖 1：汽車藍(lán)牙低功耗市場預(yù)測（來源：Omdia）
藍(lán)牙低功耗技術(shù)兼具出色能效和安全通信能力，越來越多的汽車企業(yè)將其用于構(gòu)建無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)。藍(lán)牙低功耗 的低功耗特性延長了車鑰匙及其他便攜式設(shè)備的電池續(xù)航時間，這對于無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)的便利性和可靠性至關(guān)重要。此外，藍(lán)牙低功耗還支持高級安全功能，有助于防止中繼攻擊，確保只有授權(quán)用戶才能進(jìn)入并啟動車輛。
本地互連網(wǎng)絡(luò) (LIN) 是由歐洲汽車制造商和技術(shù)提供商聯(lián)盟于 20 世紀(jì) 90 年代末建立的串行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。這是一種經(jīng)濟(jì)高效的低速方案，旨在替代控制器局域網(wǎng) (CAN) 等復(fù)雜系統(tǒng)，可用于管理車輛內(nèi)器件之間的通信。LIN 架構(gòu)支持單個控制器最多控制 15 個外設(shè)[AH5]，因而成為了管理現(xiàn)代車輛中簡單傳感器和執(zhí)行器的理想之選。如今，盡管汽車行業(yè)面臨著產(chǎn)量下滑等挑戰(zhàn)，但 LIN 協(xié)議仍然是車輛通信系統(tǒng)中不可或缺的一部分，其市場預(yù)計將穩(wěn)步增長，這也反映出它對于汽車電子領(lǐng)域的長期重要影響。
安森美 (onsemi) 開發(fā)出一項參考設(shè)計，深入探討了優(yōu)化汽車無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性，采用結(jié)合藍(lán)牙低功耗 和 LIN（本地互連網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)的安森美解決方案。這項參考設(shè)計集成了多項先進(jìn)技術(shù)，旨在簡化車輛與無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)之間的通信，確保提供用戶友好的無縫體驗。除了技術(shù)的穩(wěn)健性外，該設(shè)計還特別重視系統(tǒng)的效率和可靠性，這同時也是汽車領(lǐng)域的優(yōu)先考慮因素。
圖 2：高級汽車門禁錨點 + 嗅探器系統(tǒng)示例
這項參考設(shè)計采用帶 LIN 收發(fā)器的車規(guī)級 NCV7428 系統(tǒng)基礎(chǔ)芯片 (SBC)。內(nèi)部邏輯與提供的軟件庫相結(jié)合，可用于在兩個可編程器件之間實現(xiàn)符合 LIN 2.x 標(biāo)準(zhǔn)的通信。我們演示了兩個外設(shè)的用例，相關(guān)外設(shè)與嗅探器（PEPS 系統(tǒng)）對應(yīng)，并通過 LIN 總線與錨點器件進(jìn)行通信。這項設(shè)計中所選的 LIN 收發(fā)器采用了 3.3 V 內(nèi)部低壓降 (LDO) 穩(wěn)壓器，不僅能夠供電，還能夠保護(hù)最高達(dá) 70 mA 的負(fù)載。這樣開發(fā)者就可以直接從 LIN 總線為 RSL10 評估板供電，進(jìn)而大幅降低整體系統(tǒng)成本。
安森美的汽車產(chǎn)品組合中包含系統(tǒng)單芯片 (SoC)，例如 NCV-RSL10（藍(lán)牙 LE 5.0）和新款車用 NCV-RSL15（藍(lán)牙 LE 5.2），在超低功耗 (ULP) 能效基準(zhǔn)測試 EEMBC ULPMark®-CoreProfile和 ULPMARK-CoreMark 測試中的功耗為行業(yè)最低。這些藍(lán)牙低功耗SoC 已經(jīng)過車規(guī)級認(rèn)證，是汽車門禁系統(tǒng)和 WBMS 的理想選擇，此外還配有包含項目和代碼示例的廣泛軟件開發(fā)套件支持，有助于快速開發(fā)藍(lán)牙低功耗應(yīng)用。
圖 3：藍(lán)牙低功耗 + LIN 錨點/嗅探器演示系統(tǒng)測試臺（左）和框圖（右），參考設(shè)計中包含測試結(jié)果（來源：TND6442）
以下是汽車門禁藍(lán)牙低功耗器件的最低規(guī)格要求：
• 支持藍(lán)牙低功耗5.0或更高版本
• 超低功耗
• 同時支持最多 10 個安全連接
• 支持帶外配對
• 基于信任根 (RoT)、TrustZone 和 CryptoCell-312 的安全生命周期管理
• AEC-Q100 2 級，確保能承受高達(dá) +105 °C 的工作溫度
• 經(jīng)過認(rèn)證的網(wǎng)絡(luò)安全實施方案
通過建立數(shù)字鑰匙的通用框架，汽車連接聯(lián)盟 (CCC) 標(biāo)準(zhǔn)大大推動了無鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)的普及進(jìn)程。該標(biāo)準(zhǔn)讓移動設(shè)備能夠安全地存儲、驗證和共享車輛的數(shù)字鑰匙，從而提高了便利性和安全性。CCC 的這項方法利用了近場通信 (NFC) 和超寬帶 (UWB) 技術(shù)，使得消費(fèi)者可以更輕松地利用智能手機(jī)進(jìn)入和啟動車輛，從而推動傳統(tǒng)車鑰匙加速轉(zhuǎn)變到數(shù)字解決方案。
圖 4：CCC 軟件的功能框圖（來源：CCC）