圖解汽車電子技術(shù)：關(guān)鍵技術(shù)篇

第1章　ECU的概要 1
　1.1　ECU的構(gòu)成及主要部件 1
　1.2　發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 11
　小知識　“硬實(shí)時(shí)”和“軟實(shí)時(shí)”的差異 16

第2章　ECU的硬件 18
　2.1　ECU及控制器 18
　　2.1.1　ECU及控制器的構(gòu)造 18
　　2.1.2　ECU及控制器的搭載位置 19
　　2.1.3　印制電路板ECU的示例 21
　　2.1.4　混合IC的示例 22
　2.2　ECU 的構(gòu)成 28
　　2.2.1　ECU的構(gòu)成部件 28
　　2.2.2　外殼 29
　　2.2.3　插接器 30
　　2.2.4　電路板 31
　　2.2.5　電路元件 32
　2.3　微控制器 35
　　2.3.1　汽車和微控制器的歷史 35
　　2.3.2　對車載微控制器的要求 38
　　2.3.3　單芯片微控制器的內(nèi)部構(gòu)成 39
　　2.3.4　軟件開發(fā) 40
　　2.3.5　未來的車載微控制器 44
　2.4　電源和電流 46
　　2.4.1　電源電壓 46
　　2.4.2　電源降壓 47
　　2.4.3　傳感器電源 48
　　2.4.4　42V 電源系統(tǒng) 48
　　2.4.5　混合動(dòng)力汽車的電源 49
　小知識　計(jì)數(shù)器功能的實(shí)現(xiàn)，軟件和硬件方面的差異 51

第3章　ECU的軟件 52
　3.1　軟件 52
　　3.1.1　軟件的作用 52
　　3.1.2　軟件和程序 53
　　3.1.3　軟件的運(yùn)行環(huán)境 53
　　3.1.4　程序的種類 56
　　3.1.5　編寫程序的語言 58
　　3.1.6　軟件開發(fā)的流程 59
　　3.1.7　汽車控制軟件的特點(diǎn) 60
　　3.1.8　汽車控制軟件開發(fā)的注意事項(xiàng) 62
　　3.1.9　汽車控制軟件相關(guān)環(huán)境變化 64
　3.2　運(yùn)算法則 65
　　3.2.1　運(yùn)算法則的定義 65
　　3.2.2　碰撞判定運(yùn)算法則和調(diào)試 65
　　3.2.3　碰撞判定運(yùn)算法則的思路 65
　　3.2.4　前期處理 67
　　3.2.5　信號分析 67
　　3.2.6　碰撞判定 68
　　3.2.7　與沖擊傳感器組合判定 68
　　3.2.8　構(gòu)建運(yùn)算法則的關(guān)鍵 70
　小知識　運(yùn)算法則誕生于伊斯蘭文化 71

第4章　傳感器及執(zhí)行器 72
　4.1　傳感器 72
　　4.1.1　車載傳感器的歷史 72
　　4.1.2　半導(dǎo)體傳感器的原理及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化的技術(shù) 74
　　4.1.3　壓力傳感器 81
　　4.1.4　加速度傳感器和慣性傳感器 87
　　4.1.5　MR傳感器 90
　　4.1.6　電流傳感器 91
　　4.1.7　光傳感器 93
　　4.1.8　使用非硅材料的傳感器 96
　　4.1.9　燃油噴射控制所需的傳感器 98
　　4.1.10　排氣溫度傳感器 102
　4.2　執(zhí)行器 103
　　4.2.1　執(zhí)行器的概要 103
　　4.2.2　電機(jī) 103
　　4.2.3　螺線管 105
　　4.2.4　壓電執(zhí)行器 106

第5章　半導(dǎo)體元件 109
　5.1　半導(dǎo)體元件的基礎(chǔ) 109
　　5.1.1　雙極型晶體管 109
　　5.1.2　CMOS元件 110
　　5.1.3　功率元件 111
　　5.1.4　存儲(chǔ)器 112
　　5.1.5　發(fā)光二極管 113
　　5.1.6　激光二極管 114
　　5.1.7　集成電路技術(shù)及其動(dòng)向 114
　5.2　車載半導(dǎo)體技術(shù) 115
　　5.2.1　支撐汽車電子技術(shù)的半導(dǎo)體技術(shù) 115
　　5.2.2　車載半導(dǎo)體的必備特點(diǎn) 116
　　5.2.3　車載半導(dǎo)體技術(shù) 118
　5.3　車載復(fù)合IC技術(shù) 118
　　5.3.1　通過TD技術(shù)實(shí)現(xiàn)高耐壓及高集成 119
　　5.3.2　通過TD技術(shù)防止寄生效應(yīng) 119
　　5.3.3　通過TD技術(shù)實(shí)現(xiàn)高溫條件工作 120
　　5.3.4　ESD耐性強(qiáng)的功率元器件集成 120
　　5.3.5　實(shí)現(xiàn)高精度的薄膜電阻技術(shù) 121
　　5.3.6　復(fù)合IC的應(yīng)用實(shí)例 122
　5.4　車載功率元件技術(shù) 124
　　5.4.1　車載功率半導(dǎo)體 124
　　5.4.2　SiC半導(dǎo)體的展望 126
　　5.4.3　SiC功率元件 130
　　5.4.4　SiC逆變器 132
　　5.4.5　SiC技術(shù)今后的動(dòng)向 133
　5.5　支撐未來汽車電子技術(shù)的半導(dǎo)體 134

第6章　汽車電子系統(tǒng) 137
　6.1　ECU的動(dòng)向 137
　6.2　車內(nèi)網(wǎng)絡(luò) 139
　　6.2.1　多重通信系統(tǒng) 140
　　6.2.2　通信流程 141
　　6.2.3　CAN 142
　　6.2.4　LIN 143
　　6.2.5　FlexRay 145
　6.3　層級化、構(gòu)造化及功能配置 146
　6.4　通用標(biāo)準(zhǔn)部件化及再利用 148
　　6.4.1　ECU的軟件構(gòu)造 148
　　6.4.2　其他電子平臺(tái)（通用標(biāo)準(zhǔn)部件及技術(shù)群組） 149
　6.5　國際標(biāo)準(zhǔn)化 150
　　6.5.1　AUTOSAR 151
　　6.5.2　JASPAR 152
　　6.5.3　功能安全標(biāo)準(zhǔn) 153

第7章　其他電子技術(shù) 155
　7.1　設(shè)計(jì)輔助工具 155
　　7.1.1　ECU開發(fā)流程 155
　　7.1.2　ECU設(shè)計(jì)輔助環(huán)境 155
　　7.1.3　半導(dǎo)體設(shè)計(jì)輔助環(huán)境 156
　　7.1.4　設(shè)計(jì)輔助工具的未來 159
　7.2　故障診斷 162
　　7.2.1　故障診斷的概要 162
　　7.2.2　OBD法規(guī) 163
　　7.2.3　診斷工具 164
　　7.2.4　故障診斷項(xiàng)目 165
　　7.2.5　故障診斷示例 165
　　7.2.6　故障診斷的未來 166
　7.3　EMC 166
　　7.3.1　EMC的概要 166
　　7.3.2　EMC法規(guī)的動(dòng)向 168
　　7.3.3　干擾的分類及示例 170
　　7.3.4　ECU的EMC 評價(jià) 171
　　7.3.5　EMI測試 171
　　7.3.6　EMS測試 173
　　7.3.7　EMC設(shè)計(jì)的開發(fā)流程 174
　7.4　可靠性技術(shù) 175
　　7.4.1　ECU的可靠性條件 175
　　7.4.2　ECU的問題示例 177
　　7.4.3　ECU的可靠性模型 181
　　7.4.4　可靠性試驗(yàn) 183
　7.5　寬帶 186
　　7.5.1　寬帶的概要 186
　　7.5.2　寬帶的技術(shù)動(dòng)向 187
　　7.5.3　WiMAX的推廣狀況 187
　　7.5.4　LTE的推廣狀況 188
　　7.5.5　其他無線寬帶 190
　　7.5.6　無線寬帶技術(shù) 190
　7.6　信息安全 193
　　7.6.1　汽車的信息安全 193
　　7.6.2　汽車電子技術(shù)的發(fā)展和信息安全 193
　　7.6.3　信息安全討論的常規(guī)方法 194
　　7.6.4　對汽車的威脅及其對策示例 194
　　7.6.5　汽車信息安全的研究開發(fā)活動(dòng)及標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)向 195
　　7.6.6　總結(jié) 196
　小知識　用振動(dòng)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)的產(chǎn)品開發(fā)件“消失了” 197

第8章　ECU的制造技術(shù) 198
　8.1　ECU的制造技術(shù)概要 198
　8.2　ECU的制造工序 199
　　8.2.1　印制電路板ECU的制造工序 199
　　8.2.2　混合控制ECU的制造工序 205
　　8.2.3　混合控制ECU和印制電路板ECU的對比 205
　8.3　車載ECU 的生產(chǎn)方式 206
　小知識　車載電子產(chǎn)品和普通消費(fèi)電子產(chǎn)品的不同生產(chǎn)方式 210

第9章　未來的汽車電子技術(shù) 212
　　9.1　汽車電子技術(shù)序幕 212
　　9.2　ECU的構(gòu)成和控制內(nèi)容的變化 213
　　9.3　汽車電子技術(shù)的長期課題 214

索引 217

執(zhí)筆者簡介 220