利用藍牙® 低功耗和 LIN 技術,優化汽車無鑰匙進入系統

在汽車行業,無鑰匙進入系統 (PEPS) 的出現徹底改變了我們與汽車交互的方式。該系統通過安全的無線通信來自動解鎖汽車,並支持一鍵啟動發動機,無需實際操作車鑰匙。這項技術不僅簡化了進入及啟動車輛的過程,增加了便利性,而且還通過先進的身份驗證程序來防止未經授權訪問車輛,增強了安全性。

藍牙® 低功耗 (Bluetooth ® Low Energy,以下簡稱藍牙低功耗) 技術和加密標準等無線技術不斷進步,使得 無鑰匙進入系統更易於使用並有效降低了成本,進而在汽車領域更加普及。汽車藍牙低功耗市場涵蓋了基於藍牙低功耗技術的無鑰匙進入系統、胎壓監測系統 (TPMS) 和無線電池管理系統 (WBMS) 等豐富應用,且其規模有望持續擴大。車輛門禁市場預計會以穩定的複合年增長率 (CAGR) 持續增長至 2027 年(見圖 1)。這些系統逐漸成為中檔以上車型的標準配置,不僅加強了防盜安全性,還通過高度集成簡化了用戶體驗,是車輛門禁控制發展過程中不可或缺的關鍵特性。

藍牙低功耗技術兼具出色能效和安全通信能力,越來越多的汽車企業將其用於構建無鑰匙進入系統。藍牙低功耗 的低功耗特性延長了車鑰匙及其他便攜式設備的電池續航時間,這對於無鑰匙進入系統的便利性和可靠性至關重要。此外,藍牙低功耗還支持高級安全功能,有助於防止中繼攻擊,確保只有授權用戶才能進入並啟動車輛。

本地互連網絡 (LIN) 是由歐洲汽車製造商和技術提供商聯盟於 20 世紀 90 年代末建立的串行網絡協議。這是一種經濟高效的低速方案,旨在替代控制器局域網 (CAN) 等複雜系統,可用於管理車輛內器件之間的通信。LIN 架構支持單個控制器最多控制 15 個外設[AH5],因而成為了管理現代車輛中簡單傳感器和執行器的理想之選。如今,儘管汽車行業面臨著產量下滑等挑戰,但 LIN 協議仍然是車輛通信系統中不可或缺的一部分,其市場預計將穩步增長,這也反映出它對於汽車電子領域的長期重要影響。

安森美 (onsemi) 開發出一項參考設計,深入探討了優化汽車無鑰匙進入系統設計的複雜性,採用結合藍牙低功耗LIN(本地互連網絡)技術的安森美解決方案。這項參考設計集成了多項先進技術,旨在簡化車輛與無鑰匙進入系統之間的通信,確保提供用戶友好的無縫體驗。除了技術的穩健性外,該設計還特別重視系統的效率和可靠性,這同時也是汽車領域的優先考慮因素。

這項參考設計採用帶 LIN 收發器的車規級 NCV7428 系統基礎晶片 (SBC)。內部邏輯與提供的軟體庫相結合,可用於在兩個可編程器件之間實現符合 LIN 2.x 標準的通信。我們演示了兩個外設的用例,相關外設與嗅探器(PEPS 系統)對應,並通過 LIN 總線與錨點器件進行通信。這項設計中所選的 LIN 收發器採用了 3.3 V 內部低壓降 (LDO) 穩壓器,不僅能夠供電,還能夠保護最高達 70 mA 的負載。這樣開發者就可以直接從 LIN 總線為 RSL10 評估板供電,進而大幅降低整體系統成本。

安森美的汽車產品組合中包含系統單晶片 (SoC),例如 NCV-RSL10(藍牙 LE 5.0)和新款車用 NCV-RSL15(藍牙 LE 5.2),在超低功耗 (ULP) 能效基準測試 EEMBC ULPMark®-CoreProfileULPMARK-CoreMark 測試中的功耗為行業最低。這些藍牙低功耗SoC 已經過車規級認證,是汽車門禁系統和 WBMS 的理想選擇,此外還配有包含項目和代碼示例的廣泛軟體開發套件支持,有助於快速開發藍牙低功耗應用。



以下是汽車門禁藍牙低功耗器件的最低規格要求:

•            支持藍牙低功耗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

•            基於信任根 (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 +105 °C 的工作溫度

•            經過認證的網絡安全實施方案

通過建立數字鑰匙的通用框架,汽車連接聯盟 (CCC) 標準大大推動了無鑰匙進入系統的普及進程。該標準讓移動設備能夠安全地存儲、驗證和共享車輛的數字鑰匙,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,使得消費者可以更輕鬆地利用智慧型手機進入和啟動車輛,從而推動傳統車鑰匙加速轉變到數字解決方案。

藍牙® 低功耗超寬帶 (UWB)NFC
  • 中距離 2.4 GHz 技術。
  • 應用廣泛,功能豐富。
  • 連接或信標模式。
  • 龐大的用戶群體和支持設備
  • 由 IEEE 802.15.1 定義
  • 短距離寬帶 GHz 技術
  • 新技術,主要用於運動追蹤。
  • 目前僅用於測距。
  • 僅適用於部分新智慧型手機
  • 由 IEEE 802.15.4 定義
  • 甚短距離 SubGHz 技術。
  • 非常成熟,主要用於支付、門禁控制。
  • 基於 RFID
  • 所有智慧型手機均支持。
  • 由 ISO 14443、ISO 18092 定義

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參考來源

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