图解汽车电子技术：关键技术篇

第1章　ECU的概要 1
　1.1　ECU的构成及主要部件 1
　1.2　发动机ECU 11
　小知识　“硬实时”和“软实时”的差异 16

第2章　ECU的硬件 18
　2.1　ECU及控制器 18
　　2.1.1　ECU及控制器的构造 18
　　2.1.2　ECU及控制器的搭载位置 19
　　2.1.3　印制电路板ECU的示例 21
　　2.1.4　混合IC的示例 22
　2.2　ECU 的构成 28
　　2.2.1　ECU的构成部件 28
　　2.2.2　外壳 29
　　2.2.3　插接器 30
　　2.2.4　电路板 31
　　2.2.5　电路元件 32
　2.3　微控制器 35
　　2.3.1　汽车和微控制器的历史 35
　　2.3.2　对车载微控制器的要求 38
　　2.3.3　单芯片微控制器的内部构成 39
　　2.3.4　软件开发 40
　　2.3.5　未来的车载微控制器 44
　2.4　电源和电流 46
　　2.4.1　电源电压 46
　　2.4.2　电源降压 47
　　2.4.3　传感器电源 48
　　2.4.4　42V 电源系统 48
　　2.4.5　混合动力汽车的电源 49
　小知识　计数器功能的实现，软件和硬件方面的差异 51

第3章　ECU的软件 52
　3.1　软件 52
　　3.1.1　软件的作用 52
　　3.1.2　软件和程序 53
　　3.1.3　软件的运行环境 53
　　3.1.4　程序的种类 56
　　3.1.5　编写程序的语言 58
　　3.1.6　软件开发的流程 59
　　3.1.7　汽车控制软件的特点 60
　　3.1.8　汽车控制软件开发的注意事项 62
　　3.1.9　汽车控制软件相关环境变化 64
　3.2　运算法则 65
　　3.2.1　运算法则的定义 65
　　3.2.2　碰撞判定运算法则和调试 65
　　3.2.3　碰撞判定运算法则的思路 65
　　3.2.4　前期处理 67
　　3.2.5　信号分析 67
　　3.2.6　碰撞判定 68
　　3.2.7　与冲击传感器组合判定 68
　　3.2.8　构建运算法则的关键 70
　小知识　运算法则诞生于伊斯兰文化 71

第4章　传感器及执行器 72
　4.1　传感器 72
　　4.1.1　车载传感器的历史 72
　　4.1.2　半导体传感器的原理及实现产品化的技术 74
　　4.1.3　压力传感器 81
　　4.1.4　加速度传感器和惯性传感器 87
　　4.1.5　MR传感器 90
　　4.1.6　电流传感器 91
　　4.1.7　光传感器 93
　　4.1.8　使用非硅材料的传感器 96
　　4.1.9　燃油喷射控制所需的传感器 98
　　4.1.10　排气温度传感器 102
　4.2　执行器 103
　　4.2.1　执行器的概要 103
　　4.2.2　电机 103
　　4.2.3　螺线管 105
　　4.2.4　压电执行器 106

第5章　半导体元件 109
　5.1　半导体元件的基础 109
　　5.1.1　双极型晶体管 109
　　5.1.2　CMOS元件 110
　　5.1.3　功率元件 111
　　5.1.4　存储器 112
　　5.1.5　发光二极管 113
　　5.1.6　激光二极管 114
　　5.1.7　集成电路技术及其动向 114
　5.2　车载半导体技术 115
　　5.2.1　支撑汽车电子技术的半导体技术 115
　　5.2.2　车载半导体的必备特点 116
　　5.2.3　车载半导体技术 118
　5.3　车载复合IC技术 118
　　5.3.1　通过TD技术实现高耐压及高集成 119
　　5.3.2　通过TD技术防止寄生效应 119
　　5.3.3　通过TD技术实现高温条件工作 120
　　5.3.4　ESD耐性强的功率元器件集成 120
　　5.3.5　实现高精度的薄膜电阻技术 121
　　5.3.6　复合IC的应用实例 122
　5.4　车载功率元件技术 124
　　5.4.1　车载功率半导体 124
　　5.4.2　SiC半导体的展望 126
　　5.4.3　SiC功率元件 130
　　5.4.4　SiC逆变器 132
　　5.4.5　SiC技术今后的动向 133
　5.5　支撑未来汽车电子技术的半导体 134

第6章　汽车电子系统 137
　6.1　ECU的动向 137
　6.2　车内网络 139
　　6.2.1　多重通信系统 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　层级化、构造化及功能配置 146
　6.4　通用标准部件化及再利用 148
　　6.4.1　ECU的软件构造 148
　　6.4.2　其他电子平台（通用标准部件及技术群组） 149
　6.5　国际标准化 150
　　6.5.1　AUTOSAR 151
　　6.5.2　JASPAR 152
　　6.5.3　功能安全标准 153

第7章　其他电子技术 155
　7.1　设计辅助工具 155
　　7.1.1　ECU开发流程 155
　　7.1.2　ECU设计辅助环境 155
　　7.1.3　半导体设计辅助环境 156
　　7.1.4　设计辅助工具的未来 159
　7.2　故障诊断 162
　　7.2.1　故障诊断的概要 162
　　7.2.2　OBD法规 163
　　7.2.3　诊断工具 164
　　7.2.4　故障诊断项目 165
　　7.2.5　故障诊断示例 165
　　7.2.6　故障诊断的未来 166
　7.3　EMC 166
　　7.3.1　EMC的概要 166
　　7.3.2　EMC法规的动向 168
　　7.3.3　干扰的分类及示例 170
　　7.3.4　ECU的EMC 评价 171
　　7.3.5　EMI测试 171
　　7.3.6　EMS测试 173
　　7.3.7　EMC设计的开发流程 174
　7.4　可靠性技术 175
　　7.4.1　ECU的可靠性条件 175
　　7.4.2　ECU的问题示例 177
　　7.4.3　ECU的可靠性模型 181
　　7.4.4　可靠性试验 183
　7.5　宽带 186
　　7.5.1　宽带的概要 186
　　7.5.2　宽带的技术动向 187
　　7.5.3　WiMAX的推广状况 187
　　7.5.4　LTE的推广状况 188
　　7.5.5　其他无线宽带 190
　　7.5.6　无线宽带技术 190
　7.6　信息安全 193
　　7.6.1　汽车的信息安全 193
　　7.6.2　汽车电子技术的发展和信息安全 193
　　7.6.3　信息安全讨论的常规方法 194
　　7.6.4　对汽车的威胁及其对策示例 194
　　7.6.5　汽车信息安全的研究开发活动及标准化动向 195
　　7.6.6　总结 196
　小知识　用振动试验机进行试验的产品开发件“消失了” 197

第8章　ECU的制造技术 198
　8.1　ECU的制造技术概要 198
　8.2　ECU的制造工序 199
　　8.2.1　印制电路板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和印制电路板ECU的对比 205
　8.3　车载ECU 的生产方式 206
　小知识　车载电子产品和普通消费电子产品的不同生产方式 210

第9章　未来的汽车电子技术 212
　　9.1　汽车电子技术序幕 212
　　9.2　ECU的构成和控制内容的变化 213
　　9.3　汽车电子技术的长期课题 214

索引 217

执笔者简介 220