OBU設(shè)備芯片(車載電子標(biāo)簽芯片)淺析


OBU英文全稱是On Board Unit,指的是車載電子標(biāo)簽(OBU),市面上常見的名稱是粵通卡ETC、ETC速通卡、ETC蘇通卡等。車載電子標(biāo)簽(OBU)是ETC(Electronic Toll Control,不停車電子收費(fèi)系統(tǒng))的重要組成單元,存有車輛的識(shí)別信息,多安裝于汽車的前擋風(fēng)玻璃上,在收費(fèi)站與RSU(Road Side Unit,路側(cè)單元)通過專用短程微波通信(DSRC)進(jìn)行通訊。當(dāng)車輛靠近檔桿,RSU識(shí)別到來自O(shè)BU的信號(hào),就會(huì)自動(dòng)打開檔桿,在不需要司機(jī)停車的情況下自動(dòng)完成收費(fèi)處理全過程,提高車輛通行效率。
圖1、ETC系統(tǒng)組成
RSU安置在ETC車道上作為路側(cè)基站使用,主要由通信收發(fā)信機(jī)、RSU天線控制板、微帶天線、RSU控制器控制板構(gòu)成,以完成對(duì)信號(hào)和數(shù)據(jù)的收發(fā)、調(diào)制解調(diào)、編碼解碼,以及加密解碼等功能。車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)與ETC系統(tǒng)異曲同工。這里我們著重分析一下ETC系統(tǒng)內(nèi)的車載電子標(biāo)簽(OBU)的芯片和方案選型。常見的OBU采用如下方案架構(gòu):通過天線單元,車載電子標(biāo)簽(OBU)與車道龍門架RSU之間進(jìn)行通信,采用5.8GHz無線頻段。手機(jī)與車載單元OBU通過藍(lán)牙連接,采用2.4GHz無線頻段。讀卡單元將用戶卡與OBU連接,采用13.56MHz頻段。
圖2、OBU原理框圖
車載電子標(biāo)簽(OBU)主要由MCU、射頻通信芯片或模塊(5.8GHz、2.4GHz和藍(lán)牙芯片)、RFID芯片(13.56MHz讀寫器芯片)、安全芯片(ESAM芯片)、顯示屏、太陽(yáng)能光伏模塊、電池等組成。MCU的主要玩家有小華、新唐、上海博通和意法半導(dǎo)體,曾有業(yè)內(nèi)人士預(yù)估的市場(chǎng)占有率情況:小華占40%左右、新唐占30%左右、上海博通占20%左右,意法半導(dǎo)體占10%左右。這里還有復(fù)微、紫光國(guó)芯、杰發(fā)、琪埔維、德州儀器、國(guó)民技術(shù)、萊琳斯、航芯、中科微等。通常集成了5.8GHz射頻通信的SoC芯片性價(jià)比更高,上海博通就有推出集成射頻通信芯片和安全芯片的高集成度SoC芯片。射頻通信芯片或模塊的主要原廠有上海博通、斯凱瑞利、笙科、德州儀器、亞德諾、高通、微芯、鉅芯集成、Nordic、易兆微、泰凌微、捷聯(lián)微芯等。RFID芯片的主要原廠有恩智浦、德州儀器、意法半導(dǎo)體、復(fù)微、中科微、華大、國(guó)民技術(shù)、中科微、維晟、上海飛聚、維霖通、科道芯國(guó)、捷聯(lián)微芯等。安全芯片的主要原廠有亞德諾、國(guó)民技術(shù)、宏思電子、航芯、紫光同芯等。電池原廠主要有億緯鋰能、朗升、威特、山木、德力普、日月等。接下來我們以實(shí)際案例做個(gè)說明,第一款是與非網(wǎng)拆解的ETC蘇通卡。
圖3、ETC蘇通卡
品牌 | 型號(hào) | 描述 |
上海博通(BEKEN) | BK5863N | 1顆低功耗SoC芯片,內(nèi)部集成ARM9處理器、非接觸射頻卡的讀卡器、5.8GHz的射頻收發(fā)器、太陽(yáng)能充電管理電路、音頻輸出、溫度傳感器、Flash、UART、SPI、I2C、DES等 |
億緯鋰能(EVE) | ER14250 | 1顆一次性鋰電池,3.6V,1200mAh |
復(fù)來(RECOVERY) | IFR14200 | 1顆可充電電池,3.2V,100mAh |
威特(VIMUN) | SC-4025-9B | 1顆太陽(yáng)能光伏模塊 |
- | 絲印SSESAM08 | 1顆ESAM安全芯片 |
- | - | 1顆蜂鳴器和1塊LCD屏 |
- | - | 觸點(diǎn)機(jī)械開關(guān)、阻容感、LED、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件、高頻陶瓷天線等等 |
表1、ETC蘇通卡部分元器件
第二款是ETC速通卡的云星宇TUNA-C10。
圖4、ETC速通卡
品牌 | 型號(hào) | 描述 |
德州儀器(TI) | M430F5418A | 1顆16位低功耗MCU |
上海博通(BEKEN) | BK5863N | 1顆5.8GHz射頻收發(fā)芯片,內(nèi)部集成了包括接收、發(fā)射和喚醒在內(nèi)的全部射頻功能的國(guó)標(biāo)ETC收發(fā)器 |
威特(VIMUN) | SC-5520-9A | 1顆弱光型非晶硅太陽(yáng)能電池 |
復(fù)微(FMSH) | FM1702Q | 1顆13.56MHz非接觸式讀卡芯片 |
晶科鑫(SJK) | - | 2顆晶振,分別是32.768MHz、13.560MHz |
德海威(MUP) | - | 1顆卡座 |
- | 絲印YGG ITSCOS V10 | 1顆ESAM安全芯片 |
- | 絲印12832J 000097 | 1塊128*32 LCD屏 |
- | 絲印BAT 1601 | 1顆可充電電池 |
- | - | 1顆一次性鋰電池 |
- | - | 1顆蜂鳴器 |
- | - | 觸點(diǎn)機(jī)械開關(guān)、阻容感、LED、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件、高頻陶瓷天線等等 |
表2、ETC速通卡部分元器件
圖5、ETC速通卡原理框圖
第三款是ETC粵通卡(成谷藍(lán)牙互聯(lián)網(wǎng)OBU Efsys T103)。
圖6、Efsys T103
品牌 | 型號(hào) | 描述 |
新唐(NUVOTON) | NANO100SD3BN | 1顆32位低功耗MCU,NuMicro? Nano100系列特色為超低功耗,低電壓工作范圍1.8V至3.6V,工作溫度: - 40 ℃至85 ℃,內(nèi)建12MHz高精度晶振 (1%準(zhǔn)確度) 。備有豐富的外設(shè),如定時(shí)器、看門狗定時(shí)器、RTC、PDMA、UART、SPI、I2C、I2S、PWM、12位ADC、12位DAC、ISO-7816等 |
上海博通(BEKEN) | BK5823 | 1顆5.8GHz射頻收發(fā)芯片,內(nèi)部集成了包括接收、發(fā)射和喚醒在內(nèi)的全部射頻功能的國(guó)標(biāo)ETC收發(fā)器 |
山木(MOTTCELL) | IFR14500 | 1顆可充電電池,3.2V,400mAh |
威特(VIMUN) | SC-4324-9 | 1顆弱光型非晶硅太陽(yáng)能電池 |
易兆微(MUP) | YC1021 | 1顆多模藍(lán)牙芯片 |
國(guó)民技術(shù)(NATIONS) | Z32HCD2S | 1顆13.560MHz非接觸式讀卡芯片 |
國(guó)民技術(shù)(NATIONS) | Z8HM2 | 1顆ESAM安全芯片 |
合泰(HOLTEK) | HT7136-1 | 1顆電源管理芯片 |
普冉(PUYA) | P25Q40H | 1顆Nor Flash |
金彩(JINCAI) | - | 1塊LCD屏 |
晶科鑫(SJK) | - | 3顆晶振,分別是32.768MHz、13.560MHz和4.096MHz |
- | - | 1顆蜂鳴器 |
- | - | 觸點(diǎn)機(jī)械開關(guān)、阻容感、LED、連接器、接口、結(jié)構(gòu)件和緊固件、高頻陶瓷天線等等 |
表3、Efsys T103部分元器件
總結(jié)3款車載電子標(biāo)簽(OBU)的拆解,產(chǎn)品都通過觸點(diǎn)機(jī)械開關(guān)做了防拆設(shè)計(jì),而且安全芯片是必選器件。涉及到讀寫銀行非接觸卡,可以把該產(chǎn)品看做POS機(jī),金融級(jí)安全必不可少。車載電子標(biāo)簽(OBU)與車載V2X OBU終端以及行車記錄儀三合一的產(chǎn)品或是一種創(chuàng)新方向。
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