安全低功耗蓝牙连接技术在汽车中的应用

图1：车辆中的无线连接提升了用户体验 

    低功耗蓝牙具有低功耗、成本效益高等优势，可用于替代传统控制器局域网(CAN)和车用局域互联网 (LIN)。汽车整车厂商 (OEM) 希望利用低功耗蓝牙在某些用例中替代这些技术。与其他无线技术相比，低功耗蓝牙具有多项优势，因此成为汽车应用的首选方案，这些优势包括：

    经过验证的与智能手机的通信消除了对互操作性的担忧

    标准化的规范和认证

    在电气噪声大且恶劣的环境中表现稳健

    适用于车规AEC-Q100的零部件

    低功耗，这是电动汽车的关键要求

    低成本的系统级芯片（SoC）元器件和天线

    在汽车中，蓝牙技术最初被用于车辆访问系统，实现了如智能手机钥匙的无钥匙进入和无钥匙启动等功能。未来围绕低功耗蓝牙在此类应用中的发展将基于个人数字钥匙和偏好配置来定制用户体验。例如，车辆能够自动识别存储在驾驶员或乘客手机中的个人配置文件，然后无缝调整后视镜、座椅和方向盘角度以满足个性化需求。此外，还将能够为其他汽车用户创建共享钥匙，最终使智能手机钥匙成为共享自动驾驶汽车这一新兴趋势的实用解决方案。然而，这也需要个人配置文件受到最高级别的安全防护，以防止它们被未经授权的第三方复制，这可能会窃取或改变车辆的操作方式。

    低功耗对于车联网通信盒和主机显示器等信息娱乐系统至关重要。这些系统通常包含高功耗连接器件，如蜂窝电信调制解调器、Wi-Fi和其他连接协议。这些系统必须遵守其严格的功率预算，以免在车辆未使用时耗尽车载电池电量。

    为了满足这些要求，系统开发人员正在寻找低功耗的无线微控制器（MCU），这些MCU可以在需要时关闭车辆中功耗较高的元器件，也能在需要时唤醒它们。低功耗蓝牙是实现这一目标的理想选择，例如，它允许车联网通信盒或主机显示器当需要时被唤醒以通过空中下载技术（OTA）进行软件更新或执行其他诊断功能。

    除了车身应用外，另一个新兴趋势是在电池管理系统中利用蓝牙技术的无线功能，定期向主计算机发送电池组的温度和电压信息。低功耗蓝牙还可以帮助汽车整车厂商（OEM）降低成本，例如，通过无线胎压监测系统（TPMS）让驾驶员使用手机检查胎压，甚至在轮胎漏气时收到通知。此外，低功耗蓝牙还可以针对电动座椅、后视镜、锁和天窗的控制部分简化设计。

    在选择车载低功耗蓝牙MCU 时，除了超低功耗外，小巧的外形以及确保车内外安全数据传输也是关键要求。

图3：安森美NCV-RSL 15蓝牙5.2无线MCU

    NCV-RSL15搭载了Arm Cortex-M33处理器内核，并配备了TrustZone Armv8-M安全扩展，构成了其安全平台的基础。这款微控制器提供了最新的嵌入式安全解决方案，具有Arm CryptoCell?功能的基于硬件的信任根安全引导，多种用户可访问的硬件加速加密算法，并具备固件空中升级（FOTA）能力，以支持未来固件更新和安全补丁的部署。

    NCV-RSL15提供四种低功耗模式，包括休眠、待机、智能检测和空闲模式，旨在降低能耗的同时保持系统响应速度。其中，智能检测模式充分利用了休眠模式的低功耗特性，同时允许部分数字和模拟外设在处理器极少的干预下保持激活状态。

    此款MCU非常适合应用于汽车无线应用，如车辆访问控制、胎压监测系统等，仅依靠一枚纽扣电池供电，最长可运行长达10年时间。NCV-RSL15采用微型封装形式——QFNW40 6x6封装，尺寸小巧，极其适合便携式远程访问设备以及其他空间受限的胎内或车载环境。

    为了便于开发者快速开发应用，安森美还为这款MCU提供了全面且易用的软件工具包，其中包括丰富的示例代码库。

    使用低功耗蓝牙无线技术取代传统老旧车载通信协议，可以帮助整车厂商减少车辆布线，为电动汽车中庞大的动力系统腾出更多空间，同时还能降低车载系统的待机电流消耗。此外，整车厂商将继续想方设法利用低功耗蓝牙技术开发出更轻便、更具可扩展性、更易于制造的电池管理系统。