正文
TMS1000
系列，被公认为首款大批量商用微控制器。
TMS1000 专为包括汽车在内的嵌入式应用而设计，为各种控制功能提供了低成本解决方案，促进了 MCU 的更广泛采用。
东芝 (Toshiba):
日本电子公司也积极参与其中，东芝的 TLCS-12 PMOS 微处理器被用于 1975 年投入量产的早期福特 EEC 系统中。
这些早期的汽车 MCU 主要接管了关键的发动机功能：精确控制燃油喷射和点火正时，管理空燃比，以及控制怠速。
这种电子监控使发动机运行更高效，产生更少排放，并提供更稳定的性能。这些 MCU 在严苛的引擎盖下环境（经受极端温度、振动和电气噪声）中取得的成功至关重要。
它建立了汽车行业对半导体技术可靠性的信心，证明了这些硅芯片可以胜任关键任务功能。这种经过验证的稳健性是电子技术能够被委以更关键的安全系统之前的必要先决条件。
除了发动机控制，电子设备开始巧妙地增强舒适性、便利性和安全性：
巡航控制 (Cruise Control):
虽然早期的机械式“速度计”已经存在（例如，拉尔夫·蒂特 (Ralph Teetor) 1958 年的克莱斯勒帝国 (Chrysler Imperial) 系统
27
），但丹尼尔·亚伦·威斯纳 (Daniel Aaron Wisner) 于 1968 年发明了第一个真正的电子巡航控制系统。这项技术后来在 20 世纪 80 年代末由摩托罗拉使用其 MC14460 CMOS 芯片商业化，该芯片可以更准确地保持车速。
防抱死制动系统 (ABS):
在紧急制动期间防止车轮抱死以保持转向控制的概念早有机械实现（例如，1966 年的 Jensen FF
28
）。克莱斯勒于 1971 年将该技术应用于汽车。
29
然而，博世的电子 ABS 于 1978 年作为梅赛德斯-奔驰 W116 的选装件提供，标志着这一重要安全功能的复杂电子控制的到来。
28
这些系统使用轮速传感器和电子控制器来调节制动压力。
其他早期电子设备：
诸如动力转向（最早出现在 1951 年的克莱斯勒汽车上
29
）、电动车窗和自动变速器（通用汽车 1940 年的液压 Hydra-Matic
30
）等功能最初是液压或机电式的。然而，它们的控制机制将逐渐整合更多的电子元件，为未来更集成的系统铺平道路。
在此期间，汽车制造商和半导体公司之间的合作努力是基础性的。定制 MCU 通常是共同开发的，以满足特定的汽车需求，建立了一种深度战略合作伙伴关系模式，这种模式至今仍在定义着这个行业，尤其是在汽车集成越来越复杂的 AI 和 ADAS 技术的情况下。
表 2：早期发动机管理中汽车控制单元 (ECU/MCU) 的演变
|
年代/年份
|
关键发展
|
主要驱动因素
|
著名的芯片示例/架构
|
主要半导体公司
|
领先的汽车公司/系统
|
|
1960年代末
|
首款电子燃油喷射 (EFI) ECU
|
排放控制，性能
|
博世 D-Jetronic (模拟)
10
|
博世
|
大众 (Type III)
|
|
1970年代
|
早期微处理器/MCU 开始采用
|
排放，燃油经济性
|
东芝 TLCS-12
1
；TI TMS1000
25
|
东芝，德州仪器
|
福特 (早期 EEC)
|
|
1980年代初至中期
|
广泛采用 MCU 进行数字发动机控制
|
更严格的排放，燃油经济性
|
英特尔 8061 (16位)
21
；摩托罗拉 6802 (8位)
22
|
英特尔，摩托罗拉
|
福特 (EEC-IV)；通用汽车 (CCC)
|
|
1980年代末
|
更强大的 MCU，集成更多功能
|
增强性能，诊断
|
摩托罗拉 MC68HC11 (8位)，早期 16位 MCU
24
|
摩托罗拉，英特尔
|
通用汽车，福特，克莱斯勒
|
欢迎注册Keysight World 2025，参与抽奖。
注册礼品将在6月26日活动前就寄出
现场参会，福利加码：早鸟礼、展台互动礼、会场互动礼，现场大抽奖
苹果iPad、音响、耳麦…今年的Keysight world 真的是诚意满满
3，
数字汽车初具雏形 (1990 年代 - 2000 年代初)
20 世纪 90 年代和 21 世纪初标志着汽车电子技术进入了一个重要的成熟阶段。在发动机控制单元奠定的基础上，半导体芯片开始渗透到汽车的几乎每一个方面，增强了安全性、便利性，并引入了最初的连接性和先进信息系统。
这个时代见证了“数字汽车”真正开始成形，芯片使日益互联的系统成为可能。
电子控制单元在功率和复杂性方面持续增长，集成了来自更多传感器的输入，以便更精确地管理发动机和其他新兴的车辆子系统。
一个关键的发展是车载诊断 (OBD) 的标准化。OBD-II 标准从 1996 年起成为在美国销售的所有汽车的强制性标准，它提供了一个通用接口，用于访问车辆诊断信息和排放数据这要求 MCU 不仅要控制功能，还要监控、存储和报告诊断故障代码，从而增加了软件复杂性和处理要求的新层面。
在此期间，电子技术在安全系统中的作用急剧扩大：
安全气囊 (Airbags):
虽然构想更早（沃尔特·林德勒 (Walter Linderer) 1951 年的专利
），但安全气囊在 20 世纪 90 年代得到广泛采用，从可选配件转变为标准安全设备。
克莱斯勒被认为在 1988 年推出了首款量产驾驶员侧安全气囊。
这些关键的安全设备依赖 MCU 来解释来自加速度传感器的信息，并在发生碰撞时，在几毫秒内触发安全气囊展开。
博世、恩智浦、英飞凌、意法半导体和德州仪器等主要半导体公司成为这些救生电子系统的重要供应商。
电子稳定控制系统 (ESC):
一项突破性的安全创新，ESC 由梅赛德斯-奔驰和博世共同开发，于 1995 年首次出现在梅赛德斯-奔驰 S 级轿车上。
28
ESC 系统使用传感器网络（监测轮速、转向角、偏航率、横向加速度）和一个 ECU 来检测和减轻侧滑，通过选择性地对单个车轮施加制动，并在必要时降低发动机功率。
ESC 在防止失控事故方面非常有效，最终在许多地区成为强制性配置。
牵引力控制系统 (TCS):
由宝马、梅赛德斯-奔驰和丰田等汽车制造商于 1987 年引入
28
，TCS 使用 MCU 来管理发动机输出和/或施加制动，以防止加速时车轮打滑，从而增强车辆的稳定性和控制性，尤其是在湿滑路面上。
与此同时，车载体验正因娱乐系统的进步和导航系统的出现而发生转变。
除了基本的 AM/FM 收音机，盒式磁带播放器在 20 世纪 60-80 年代变得普遍，并在 90 年代让位于车载 CD 播放器，后者提供了卓越的音质和音乐选择控制。
除了这些之外，数字导航的概念已经被踢了出来，这一时刻也是数字导航的黎明时刻。
通往复杂车载导航的道路是渐进的：
诸如机械式
Iter Avto
（20 世纪 30 年代）之类的概念性先驱显示了早期对路线引导的渴望。
本田 Electro Gyro-Cator
（1981 年，日本）是一项重要的早期尝试，它是一种惯性导航系统，使用氦气陀螺仪和在屏幕上滚动的半透明地图。该系统需要电子处理来解释陀螺仪的数据并将其与地图显示同步。
Etak Navigator
（1985 年，美国）是一款后装的数字导航，代表了向存储在盒式磁带上的数字地图的飞跃。它使用航位推算法（根据先前确定的位置、速度和航向计算位置），并配有一个单色屏幕，随着汽车的移动而更新。这需要处理地图数据检索以及与车辆运动传感器的集成。
丰田基于 CD-ROM 的导航系统
（1987 年，仅限日本市场的丰田皇冠 Royal Saloon G）是第一个使用 CD-ROM 存储地图的系统，并且还配备了彩色显示屏，仍然依赖航位推算法。
CD-ROM 的使用为详细地图提供了更大的存储容量。
一个关键时刻出现在 1990 年，
马自达 Eunos Cosmo
（仅限日本市场）成为第一款配备内置
全球定位系统 (GPS)
用于导航的量产汽车。
这需要专用的 GPS 接收器芯片和当时相当大的处理能力来解释卫星信号、执行三边测量计算并在数字地图上显示车辆的实时位置。
通用汽车紧随其后推出了其
GuideStar
系统（最初称为 ONIS），该系统于 1992 年首次出现在 Avis 租赁汽车上，然后作为 1995 年奥兹莫比尔 88 的原厂选装件。该系统也使用GPS，并将地图数据存储在卡带上。
尽管初始成本高昂（Electro Gyro-Cator 的价格几乎是汽车价格的 25%
），导航技术的快速迭代表明了强烈的消费者兴趣。
这种对先进车内技术的需求刺激了处理能力、图形功能和显示技术的进一步研发，所有这些都严重依赖半导体技术的进步。
虽然专用的信息娱乐 SoC 后来才会蓬勃发展，但在此期间，像飞利浦（后来的恩智浦）这样的公司推出了专门的汽车音响数字信号处理器 (DSP)，例如 1995 年的 Dirana
39
，日本电子公司也为新兴的车载娱乐市场生产各种 IC。
20 世纪 90 年代末也见证了汽车互联的诞生，从根本上改变了汽车、乘员与外部世界之间的关系。
通用汽车的 OnStar 系统
于 1996 年与摩托罗拉汽车公司合作推出，是一项里程碑式的创新。
它提供安全（自动碰撞通知、紧急呼叫 - eCall）和安保（被盗车辆援助）服务。
最初，它使用模拟蜂窝语音通信，但很快集成了 GPS 数据以向呼叫中心提供精确的位置信息。该系统需要蜂窝调制解调器芯片（可能来自摩托罗拉）和 GPS 接收器芯片。OnStar 是一个开创性的时刻，它将汽车确立为一个潜在的服务平台，并为基于订阅的商业模式和远程车辆交互打开了大门。
OnStar有个中文响亮的名字，安吉星。
梅赛德斯-奔驰于 1999 年推出了其
TeleAid
系统，提供类似的功能，如紧急呼叫和路边援助。
远程诊断
功能大约在 2001 年开始出现，允许车辆无线传输健康状况和诊断信息。
舒适和便利功能也变得越来越复杂，
由越来越多的 MCU 和专用 IC 管理。
自动气候控制系统、
带记忆功能的电动车窗和门锁、
“智能钥匙”（梅赛德斯-奔驰于 1998 年首创，用于无钥匙进入和点火
）以及可变间歇式雨刮器都依赖这些嵌入式芯片进行操作。
事实上，早在 1971 年，像仙童半导体和 RCA 实验室这样的公司就已经设想使用 MOS 大规模集成 (LSI) 芯片来实现各种此类功能，包括自动前照灯调光器、电子燃油泵和雨刮器控制。
20 世纪 90 年代标志着一个转折点。芯片不再局限于孤立的功能，而是开始支持互联系统，并将外部数据和服务引入车辆，为 21 世纪更复杂、更集成的汽车电子架构奠定了关键基础。
表 3：主要 ADAS 功能引入及赋能传感器/芯片时间表（初始阶段和早期数字时代）
|
推出年份（大约）
|
关键安全/便利功能
|
关键赋能芯片技术/传感器
|
领先的汽车制造商/供应商
|
|
1978
|
电子防抱死制动系统 (ABS)
|
轮速传感器，基于 MCU 的控制器
|
博世 / 梅赛德斯-奔驰
28
|
|
1981
|
惯性导航 (Electro Gyro-Cator)
|
氦气陀螺仪，电子处理单元
|
本田，阿尔派，斯坦利电气
37
|
|
1985
|
数字地图导航 (Etak Navigator)
|
基于磁带的数字地图，航位推算传感器，处理器
|
