優(yōu)化汽車無鑰匙進入系統(tǒng)，利用藍牙低功耗和LIN技術如何快速實現(xiàn)？

在汽車行業(yè)，無鑰匙進入系統(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，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) 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(tǒng)更易于使用并有效降低了成本，進而在汽車領域更加普及。汽車藍牙低功耗市場涵蓋了基于藍牙低功耗技術的無鑰匙進入系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測系統(tǒng) (TPMS) 和無線電池管理系統(tǒng) (WBMS) 等豐富應用，且其規(guī)模有望持續(xù)擴大。車輛門禁市場預計會以穩(wěn)定的復合年增長率 (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(fā)展過程中不可或缺的關鍵特性。

圖 1：汽車藍牙低功耗市場預測（來源：Omdia）

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(yè)將其用于構建無鑰匙進入系統(tǒng)。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(xù)航時間，這對于無鑰匙進入系統(tǒng)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，有助于防止中繼攻擊，確保只有授權用戶才能進入并啟動車輛。

本地互連網絡 (LIN) 是由歐洲汽車制造商和技術提供商聯(lián)盟于 20 世紀 90 年代末建立的串行網絡協(xié)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) 等復雜系統(tǒng)，可用于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，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，其市場預計將穩(wěn)步增長，這也反映出它對于汽車電子領域的長期重要影響。

安森美 (onsemi) 開發(fā)出一項參考設計，深入探討了優(yōu)化汽車無鑰匙進入系統(tǒng)設計的復雜性，采用結合藍牙低功耗和 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(tǒng)之間的通信，確保提供用戶友好的無縫體驗。除了技術的穩(wěn)健性外，該設計還特別重視系統(tǒng)的效率和可靠性，這同時也是汽車領域的優(yōu)先考慮因素。

圖 2：高級汽車門禁錨點 + 嗅探器系統(tǒng)示例

這項參考設計采用帶 LIN 收發(fā)器的車規(guī)級 NCV7428 系統(tǒng)基礎芯片 (SBC)。內部邏輯與提供的軟件庫相結合，可用于在兩個可編程器件之間實現(xiàn)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(tǒng)）對應，并通過 LIN 總線與錨點器件進行通信。這項設計中所選的 LIN 收發(fā)器采用了 3.3 V 內部低壓降 (LDO) 穩(wěn)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(fā)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(tǒng)成本。

安森美的汽車產品組合中包含系統(tǒng)單芯片 (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-CoreProfile和ULPMARK-CoreMark 測試中的功耗為行業(yè)最低。這些藍牙低功耗SoC 已經過車規(guī)級認證，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)藍牙低功耗應用。

圖 3：藍牙低功耗+LIN 錨點/嗅探器演示系統(tǒng)測試臺（左）和框圖（右），參考設計中包含測試結果

以下是汽車門禁藍牙低功耗器件的最低規(guī)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 +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(shù)字鑰匙的通用框架，汽車連接聯(lián)盟 (CCC) 標準大大推動了無鑰匙進入系統(tǒng)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(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，使得消費者可以更輕松地利用智能手機進入和啟動車輛，從而推動傳統(tǒng)車鑰匙加速轉變到數(shù)字解決方案。

圖 4：CCC 軟件的功能框圖（來源：CCC）