Shaw指出,尺寸较大的MCU芯片本身的裸片尺寸也较大。“MEMS的故障率较高,而良率较低,”他指出,将处理器和MEMS传感器放在一块芯片上将付出更大代价。如果传感器区域的MENS发生故障,再好的处理器部分也会跟着报废。
虽然也认同必须提升传感器的良率,但混合信号芯片供应商ZMD美国公司的总裁FrankCooper却认为,转向他称之为“单硅片方案”提供的简化封装将具有优势。与将ASIC线邦定至传感器和连接器进行线绑定起来进而再封装在一起的方法相比,这种方法更有优势。
“真正的单芯片方案将G传感器(加速计)、温度传感器或流量传感器与信号处理部件放同在一块芯片上,从而可以实现最少的线邦定,”Cooper说。这样一来,传感器安装中发生爆裂、短路、疲劳和污染的地方就较少。
安全和发动机效率仍将是当前及今后汽车传感器应用的关注焦点
当轮胎接触路面
因为传感器要面对它们以前从没遇到的严酷环境,所以可靠性也是个问题。具有代表性的一个应用是胎压感测(TPS)。美国国家公路交通安全管理机构强制要求在2006型年(modelyear),20%的新车要配备TPS传感器。
英飞凌科技的传感与控制部门主管JohnMcGowan表示,TPS传感器用在“局促、闷热的地方”,而且必须坚固耐用、寿命长,另外,还要有合理的成本。英飞凌的工程师通过将一个用于数据处理和信号调制的CMOSASIC与一个压电式压力测量元件放在一个公共的引线框架内,开发出这样一款传感器。在两层玻璃间夹着ASIC的“三层硅三明治”结构坚固耐用,McGowan表示。
飞思卡尔的Henry也谈到了“媒介兼容性”问题,其中,TPS传感器可能被暴露在“有趣的化学物”下、液体能溅到车库中的轮胎上,这些东西包括:从电池溢出的酸、装配用润滑剂、尘土、来自制造工艺的化学残留物及充满气的轮胎内的潮湿空气。
英飞凌的McGowan表示,将处理功能与传感器整合在一起,能确保温度补偿、自校正和失效模式检测等功能的精确性。在成本控制方面,可通过在单芯片上集成多种功能和特性(与过去采用的分立无源器件的方式相反)以及量产来着力。最后,这种智能附属传感器允许将更小的中央处理器从数据运算中解放出来,以便进行更快的决策处理。
目前的胎压监测传感器不是作为凸起的一块安装在胎外就是固定在轮缘的内部。因这些设备是由纽扣电池供电的,McGowan表示,一线供应商追求10年的电池寿命。“为达到此目的,我们在处理算法中使用车辆信息,在车停止不动时,降低采样和传输速率,”他补充说。
未来的压力监测可能由直接嵌入在轮胎构造内的传感器完成。这些传感器必须由McGowan称之为的“能量积聚(energyscavenging)”技术来供电,这种技术利用轮胎挠曲性来驱动为传感器提供能量的应变器件(piezo)。该概念能被扩展,例如,利用引擎震动作为碰撞传感器的工作能量。另一种方法是通过感应方式从轮胎外对嵌入式胎压传感器进行驱动。这里需关注的事项包括:轮胎毂内的任何金属天线环对轮胎物理特性的影响。
由MagnetiMarelli领导的一个小组围绕着“智能轮胎“展开了初期的工作,