從防盜的基本方式來看，汽車防盜分爲兩(liǎng)大基本類别：機械式防盜和電子式防盜。機械式防盜是比較初級簡單的防盜方式，比如利用車輪鎖、檔鎖和方向(xiàng)盤鎖等來進(jìn)行防盜，主要用于汽車的後(hòu)裝市場。電子式防盜最早起(qǐ)源于1986年通用推出的汽車防盜系統(Vehicle Anti-Theft System，VATS)，該系統的原理是在車鑰匙中安裝一個嵌入式電阻，當車鑰匙插入車鎖中，車鎖内兩(liǎng)根精細的線接觸到車鑰匙的内部電阻，防盜系統的處理模塊通過(guò)觸點讀出電阻值，并與預先設定的固定電阻值進(jìn)行比較，如果兩(liǎng)個阻值吻合則允許啓動發(fā)動機，如果不吻合則隻有在10分鍾之後(hòu)才能(néng)再次嘗試啓動發(fā)動機，從而起(qǐ)到了防盜作用。

VATS系統的推出激發(fā)了汽車行業對(duì)電子防盜技術的需求。由于具有智能(néng)化、更安全和更加便利等特性，各大汽車廠商紛紛將(jiāng)電子式汽車防盜系統作爲産品的标準配置，并緻力于不斷研發(fā)更高級的防盜技術，以确保將(jiāng)盜賊完全拒之車外。半導體技術的進(jìn)步爲汽車廠商實現這(zhè)一目标提供可能(néng)，以恩智浦、Microchip、飛思卡爾、TI和Atmel等爲代表的半導體廠商圍繞汽車防盜這(zhè)一領域推出各種(zhǒng)新的産品與方案，推動汽車防盜系統向(xiàng)更高級階段邁進(jìn)。

主流汽車防盜方案

從目前市場上的主流車型來看，主要的防盜方式包括發(fā)動機防盜鎖止系統(IMMO)、遙控門鎖(RKE)、無鑰匙門禁(PKE)、雙向(xiàng)智能(néng)鑰匙、紅外線偵測、氣流偵測和GPS衛星定位等，其中以IMMO和RKE的應用最爲廣泛。

發(fā)動機防盜鎖止系統是在通用的VATS基礎上發(fā)展起(qǐ)來的，在防盜原理上傳承了VATS的思路，即利用鑰匙中芯片的密碼與起(qǐ)動電門中的密碼進(jìn)行匹配來控制發(fā)動機的起(qǐ)動，以達到防盜的目的。“IMMO主要通過(guò)引擎控制單元ECU來控制發(fā)動機，整個方案包括低頻收發(fā)器、MCU、穩壓器和通信接口芯片(比如CAN、LIN收發(fā)器)。”恩智浦半導體公司汽車電子大中華區高級市場經(jīng)理張建臣指出，“在尺寸的限制下，如此多的元器件需要用一塊專門的電路闆來實現，爲此我們推出新一代的單芯片解決方案ABIC2，包括了LIN收發(fā)器、穩壓器及數字邏輯單元，實現了單芯片的遠程ECU通訊，隻需要三根線(Power、GND和LIN)就(jiù)可以實現IMMO功能(néng)。”

遙控門鎖(RKE)技術在汽車領域的應用最爲普遍，目前市場上從高檔到低檔的絕大部分車型都(dōu)具備了這(zhè)一功能(néng)。該技術的原理是通過(guò)車身控制模塊BCM來控制車門，隻需按下鑰匙上的按鈕就(jiù)能(néng)關閉或打開(kāi)車門。随著(zhe)技術發(fā)展，一些中高檔車型如凱迪拉克STS、福特蒙迪歐、标緻307等將(jiāng)這(zhè)一功能(néng)與發(fā)動機防盜鎖止系統集成(chéng)在一起(qǐ)。張建臣表示，爲節約鑰匙的成(chéng)本和空間，恩智浦率先推出集成(chéng)了IMMO和RKE的單芯片方案，“該芯片擁有HITAG2＋車用遙控門鎖應答器(PCF7946)，結合了現有HITAG器件(PCF7936)經(jīng)過(guò)驗證的防盜安全功能(néng)以及遙控門鎖的便利性，”他說(shuō)道(dào)。

無鑰匙門禁系統(PKE)在RKE基礎之上發(fā)展起(qǐ)來，作爲新一代防盜技術正在逐步發(fā)展壯大，目前已經(jīng)從高檔車市場逐步進(jìn)入中檔車市場，不僅奔馳、寶馬等高端汽車制造商已經(jīng)廣泛采用了PKE，像福特蒙迪歐、日産的天籁和新型馬自達等中型車型也紛紛采用這(zhè)一技術。張建臣解釋說(shuō)，PKE不是傳統的鑰匙，而是一個智能(néng)鑰匙，類似于智能(néng)卡。當駕駛者踏進(jìn)指定範圍時(shí)，該系統通過(guò)識别判斷如果是合法授權的駕駛者則進(jìn)行自動開(kāi)門。上車之後(hòu)，駕駛者隻需要按一個按鈕即可啓動點火開(kāi)關。“作爲首家量産PKE方案的半導體廠商，恩智浦目前可以提供完整的解決方案，主流芯片PCF7952具有高集成(chéng)度、低功耗的特點，集成(chéng)了IMMO、RKE和PKE的所有功能(néng)，”他介紹道(dào)。

雙向(xiàng)智能(néng)鑰匙是一種(zhǒng)更加智能(néng)化的防盜技術，通過(guò)增加RF模塊實現雙向(xiàng)通信功能(néng)。不過(guò)由于成(chéng)本偏高，在市場上大範圍的應用還(hái)有待時(shí)日。雙向(xiàng)智能(néng)鑰匙的優勢主要在兩(liǎng)個方面(miàn)：一是更易于使用，車主可通過(guò)LED或LCD顯示屏在鑰匙上監控汽車的狀态，确認汽車是否已經(jīng)上鎖，引擎是否仍在運轉；另一個優勢是安全性大大增強，傳統的單向(xiàng)鑰匙向(xiàng)汽車傳輸信号時(shí)面(miàn)臨被截獲或攻擊的危險，使用雙向(xiàng)解決方案時(shí)，汽車廠商可以利用各種(zhǒng)加密安全運算法則對(duì)鑰匙和汽車間的傳輸數據進(jìn)行加密。

針對(duì)RKE和PKE的應用，Microchip提供獲得專利的KEELOQ技術，用于實現跳碼發(fā)射，對(duì)汽車進(jìn)行鎖止或者開(kāi)鎖。該公司安全、微控制器及技術開(kāi)發(fā)事(shì)業部産品營銷經(jīng)理Fanie Duvenhage表示，一些系統向(xiàng)汽車發(fā)射很短的固定代碼信息，信息容易遭到捕獲并被重新發(fā)射，另外在有些系統中，信息較短，也很容易被他人“猜出”保密信息，給安全帶來隐患。“利用我們的KEELOQ技術，每次發(fā)射的信息都(dōu)是獨特的，即使有人捕獲了所發(fā)射的信息，也無法加以利用，因爲下一條信息將(jiāng)完全不同。而且該信息足夠長(cháng)，難以被他人猜出。從安全、成(chéng)本和易用角度來看，KEELOQ系統具有很大的優勢。”

爲提高安全性，TI推出新一代低功耗PKE加密收發(fā)器方案DST+，不僅具有身份識别的功能(néng)，還(hái)能(néng)驗證這(zhè)種(zhǒng)識别的準确性，在這(zhè)一系統中存儲了經(jīng)授權的備有鑰匙數目、學(xué)習過(guò)程的日期和時(shí)間印記以及其它背景信息，更加增添了收發(fā)器的安全特性。此外，通過(guò)集成(chéng)RFID器件，TI的這(zhè)一方案還(hái)實現了無鑰匙進(jìn)入的功能(néng)，駕駛者随身攜帶的識别器内含一個或多個與RFID器件相連的天線，可在車主接近或觸摸門把手時(shí)自動識别駕駛者并打開(kāi)車鎖。

除了在電子鎖方面(miàn)的不斷創新與研究，汽車防盜技術還(hái)進(jìn)一步發(fā)展到通過(guò)各種(zhǒng)傳感器來探測車門開(kāi)啓、汽車内部人員活動的狀況，甚至利用加速傳感器來探測汽車是否被拖走。比如保時(shí)捷911在車内後(hòu)視鏡基座上裝有一個紅外線偵測器，專門偵測車輛上鎖之後(hòu)内部的風吹草動；标緻307則在車内安裝了超聲波傳感器，用來探測車内的空氣運動，一旦出現異常，與之相連的外部報警系統會(huì)立即啓動進(jìn)行報警。“汽車防盜系統中多數傳感器和中央控制單元的工作都(dōu)是利用微控制器實現的，”Duvenhage指出。“可編程微控制器具有靈活性，允許每輛汽車和每個系統都(dōu)不相同，具體取決于設計師所希望實現的功能(néng)，我們在這(zhè)個領域可以向(xiàng)客戶提供廣泛的選擇。”

此外，在一些高檔車型中還(hái)出現了密碼鎖、人體鎖和GPS衛星定位系統等更爲先進(jìn)的防盜方式。比如雪鐵龍休旅車Evasion在每次發(fā)動前都(dōu)需要輸入密碼，經(jīng)确認無誤後(hòu)才能(néng)啓動車輛，車主可随時(shí)更改密碼，以防密碼被破解；人體鎖則是將(jiāng)聲音、指紋等人體生物特征作爲輸入的密碼信息，由計算機進(jìn)行識别控制開(kāi)鎖。與此同時(shí)，還(hái)有一些汽車制造商將(jiāng)GPS技術與GSM網絡相結合，實現車輛定位、網絡防盜、遠程熄火和遠程操控車輛等功能(néng)，進(jìn)一步提升了汽車的防盜能(néng)力。

芯片方案發(fā)展趨勢

針對(duì)汽車防盜領域的半導體器件將(jiāng)呈現出怎樣的發(fā)展趨勢？恩智浦的張建臣指出，預測未來的最佳方式是將(jiāng)無鑰匙系統想象成(chéng)其他技術之間的調和器。“鑰匙或智能(néng)卡的尺寸限制了其内存的大小和智能(néng)程度，但是它總是跟随著(zhe)駕駛者，因此可以利用PDA、手機、車載信息娛樂系統甚至是汽車本身來共享其的信息資源和處理能(néng)力，從而爲駕駛者提供更多的服務及便利。”他表示，爲了實現這(zhè)一目标，芯片方案的集成(chéng)度將(jiāng)變得越來越高，同時(shí)由于有了更多的互聯，安全性也會(huì)得到更多的關注。

Microchip的Duvenhage則表示，從發(fā)展趨勢來看，客戶對(duì)舒适性的關注增強。“PKE開(kāi)始進(jìn)入汽車就(jiù)是最好(hǎo)的證明，同時(shí)LCD顯示器也開(kāi)始出現在密鑰卡上。”他預計，IC解決方案將(jiāng)趨于更通用的MCU，而遠離定制的ASIC器件。“各家汽車廠商的防盜系統各不相同，但由于需求量小，從成(chéng)本的角度出發(fā)，半導體廠商難以爲每家客戶開(kāi)發(fā)新型芯片。”因此Microchip專爲汽車電子廠商提供可編程器件，使得防盜系統制造商可以通過(guò)對(duì)器件進(jìn)行編程來滿足需求，而不是依靠半導體廠商爲其定制産品。

從芯片方案面(miàn)臨的挑戰來看，安全可靠永遠是汽車防盜系統的第一追求。相較機械式防盜，電子式防盜系統更爲先進(jìn)複雜，但它們有一個共同的軟肋，就(jiù)是可能(néng)被盜賊破解。爲此，芯片廠商在開(kāi)發(fā)更高級的加密算法上也是不遺餘力，例如Microchip針對(duì)RKE和PKE應用開(kāi)發(fā)的KEELOQ專利技術采用獨特的密碼技術，保證每次發(fā)射的信息完全不同且信息足夠長(cháng)，而恩智浦則將(jiāng)算法密鑰從48位提升到96位。

此外，爲了保證鑰匙在電池耗盡、不慎落水等極端條件下仍然可靠，恩智浦還(hái)推出了LSP封裝，將(jiāng)Transponder的低頻天線封裝到芯片内部。“在汽車防盜領域，我們的目标是圍繞市場的主流防盜系統不斷推出符合未來市場需求的新産品。比如爲了滿足用戶更多人性化的需求，我們的Transponder可提供更大存儲空間，幫助駕駛者利用鑰匙記錄更多的車主信息，如座椅位置、空調和信息娛樂的設置等。”張建臣透露，未來恩智浦還(hái)將(jiāng)推出集成(chéng)NFC的芯片，可實現鑰匙跟手機的互聯，爲鑰匙功能(néng)的進(jìn)一步豐富提供了可能(néng)。