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满足车载系统智慧化需求 COM Express优化设计效益
 

【作者: 王明德】2020年12月31日 星期四

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车载系统已成为运输业者不可或缺的营业利器,COM Express标准,将使车载系统更具备弹性,让系统导入者在功能扩充时,更快速、方便,同时也大量降低了成本支出。


车队管理过去多着重在车辆派遣,利用无线电设备与管理中心通话,提升车辆使用效率,这几年智慧化概念成熟,资通讯技术一再延伸应用领域,车载系统也开始导入各种新技术,创造多元功能。


企业任务需求不同,对车载系统功能需求也不同,因此现在的车载系统多采客制化设计,在面对系统厂商时,企业除了提出本身功能需求外,在规格方面也必须要求,而产品规格特殊,当然会反映在价格上,不过如果就长期来看,一套耐用的产品将会比频频维修、更换元件的设备来的划算,对企业而言,还是值得投资。



图1 : 企业任务需求不同,系统功能需求也不同,因此现在的车载系统多采客制化设计。(source:Yahoo Finance)
图1 : 企业任务需求不同,系统功能需求也不同,因此现在的车载系统多采客制化设计。(source:Yahoo Finance)

车载系统由於需长时间在车内空间运作,所面对的环境与一般IT系统不同,再加上此类系统均为企业所用,一旦故障将有可能造成企业停摆,因此车载系统对於稳定的要求通常会比一般系统更高,也因此,内部设计已然成为评估车载系统优劣的第一要件。


COM Express完善设计 解决车载系统痛点

目前多数车载系统的内部设计仍以单板板卡为主,再视需求选择适合的尺寸标准,不过这类设计在系统升级时会有困难,由於车载系统是企业设备的一部分,必须顾及最大的成本效益比,在可用情况下,尽量延长设备的使用寿命,单板式的车载系统在面临功能扩张时,扩充弹性非常小,往往必须整套设备直接汰换,由於内部零组件并非全部不堪用,这种整组汰换无疑是浪掷资源,因此系统厂商可选用COM Express的车载系统。


所谓的COM Express是采取双板设计,将CPU系统单独设计成模组板卡,其他I/O输出入埠设计成载板,两张卡再以接脚结合,以COM Express Compact为例,此一板卡尺寸为95mmX95mm,电压可采多元设计,下方载板的I/O埠设计则可加入HDMI、耳机等影音输出入埠与GPS、Wi-Fi、蓝牙、LTE等通讯模组,至於载板输入电压也会依照应用选择而有不同的设计,一般来说,载板设计输入电压为DC 12V属於中小行车辆使用,DC 24V为卡车等大车使用,至於DC48V则是电动车专用。


至於在散热方面,目前多以风扇为主,其设计视瓦数大小决定,高瓦数型号由於CPU会较热,需有风扇协助散热,低瓦数型号则因所使用的CPU热能较低,采无风扇设计即可,可改以铝质金属外壳散热,现在的车载系统在稳定度考量下,多尽量舍弃最易故障的风扇。


除此之外,采取风扇设计时,设备内部需有空间让气流可对流,但如此一来车载设备的体积就无法缩小,将近一步挤迫到原本就有限的车内空间,因此无风扇以逐渐成为车载领域主流。


不过,这并非唯一判准,正如前述,稳定还是车载系统的第一要求,若高瓦数产品仍坚持设计为无风扇,即便体积较小,即有可能不断当机,此时就会得不偿失。


扩充更有弹性 成本不再浪掷

车载系统选用COM Express标准,可大幅提升系统未来的扩充弹性,一般而言,企业更替车载系统的考量不外??两种,一是功能增加,例如原本没有GPS功能现在要加装,二是CPU升级,像是希??提升行车纪录器的影像品质,必须升级CPU才能跑得动,在多数情况下,车载系统的更替都只是这两种考量的其中一种,COM Express标准板卡的优势在於只需视情况更替载板或CPU板其中一种即可,例如上述第一种状况,只要更换为具有GPS设计的载板,第二种状况则更替更高效能的CPU模组板卡,不必像单板式车载系统,因所有零组件都设计於同一板卡上,多数堪用的零组件也无可避免的必须一同弃置。



图2 : 导入车载设备的车队管理系统,除了管控车辆位置外,人员管理也是其中一环。(source:Medium)
图2 : 导入车载设备的车队管理系统,除了管控车辆位置外,人员管理也是其中一环。(source:Medium)

目前车载系统所延伸出来的车队管理、驾驶行为监测等功能,已逐渐落实在运输产业,透过这些功能,企业可即时掌握车辆与驾驶者的所有资讯,例如透过GPS定位所有车辆的所有位置,除了了解在外的车辆是否有按路线行驶外,若有临时状况也可利用语音即时调派附近车辆支援,充分提升车辆派遣效益。


在驾驶行为控管方面,车载系统可经由所建置的摄影机,监控纪录车辆内外的所有状况,对内监控驾驶人的驾驶行为与身体状态,对外则可作为行车记录器,在一般状况下可纪录驾驶状态,发生事故时则可厘清责任,车载系统的建立将可让长时间在外难以掌控的车辆状况,可以全面透明化。


进军潜力市场 微星持续扮演推手角色

目前最具成长潜力的车载系统市场,除了已开发国家外,东协也是产业近期聚焦的市场,这些国家近年来大举招募外商前往设厂,日渐蓬勃的制造业,带动了物流运输业的发展,同时由於过去基础建设的缺乏,让这些国家都采一步到位的发展策略,这些因素都使其商机不断扩张。


为了抢食此一庞大商机,系统业者必须尽速开发出符合客户需求的车载设备,从板卡最前端开始设计的做法,效益浮现速度过慢,且须投入大量工程师资源,现成的主机板则因I/O、电源设计固定,不是功能不足就是过多,COM Express的模组化架构,则可解决上述问题。


在开发时程与成本兼具的态势下,COM Express的应用渐广,除了车载系统外,医疗、制造…等产业,也会是重点场域,随着智慧化时代的来临,利用此架构所设计的系统,应用场域将快速增加,系统整合商可持续强化相关设计能力,因应即将到来的庞大商机。


**刊头图(source:Hitachi Social Innovation)


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