Bluetooth® Low EnergyとLINによる自動車用キーレスエントリの最適化

自動車業界では、キーレスエントリシステムやパッシブエントリ/パッシブスタート（PEPS）システムの登場により、自動車とのかかわりが大きく変化しました。キーレスエントリシステムは、セキュアなワイヤレス通信を使用して、物理的にキーフォブを扱うことなく、ボタンを押すだけで自動的に車両のロックを解除し、エンジンを始動させることができます。この技術は、車両へのアクセスやエンジン始動のプロセスを簡素化することで利便性を高めるだけでなく、不正アクセスを防止する高度な認証手順によってセキュリティも強化されます。

自動車分野におけるPEPSの採用は、Bluetooth® Low Energy（LE）や暗号化規格などのワイヤレス技術の進歩によって推進され、より身近で手頃なものになりました。Bluetooth LE技術ベースのPEPS、タイヤ空気圧監視システム（TPMS）、ワイヤレスバッテリ管理システム（WBMS）などのアプリケーションを含む車載用Bluetooth LE市場は、継続的な成長が見込まれます。車両アクセス市場は 2027年まで安定した年平均成長率（CAGR）で拡大すると予測されています（図1参照）。これらのシステムがミドルクラス以上の自動車に標準装備されるようになると、車両盗難に対するセキュリティが改善されるだけでなく、ユーザー体験が簡素化される統合レベルも向上するため、車両アクセス制御の進化における重要な要素となります。

Bluetooth LE技術は、電力効率とセキュアな通信機能のため、自動車業界のPEPSシステムで採用が進んでいます。Bluetooth LEの低消費電力は、キーフォブやその他の携帯機器のバッテリ寿命を延長しますが、これはPEPSシステムの利便性と信頼性にとってきわめて重要です。また、Bluetooth LEはリレーアタックの防止に役立つ高度なセキュリティ機能をサポートしており、車両にアクセスして始動できるのは許可されたユーザーだけです。

LIN（Local Interconnect Network）は、1990年代後半に欧州の自動車メーカーと技術プロバイダのコンソーシアムによって策定されたシリアルネットワークプロトコルです。車両内のコンポーネント間の通信を管理するために、コントローラ・エリア・ネットワーク（CAN）のような複雑なシステムに代わる、コスト効果の高い低速システムとして設計されました。LINのアーキテクチャでは、1つのコントローラで最大15台の周辺機器を制御できるため[AH5] 、最新の自動車に搭載されている単純なセンサやアクチュエータの管理に最適です。今日、生産台数の減少など自動車産業が困難な課題に直面しているにもかかわらず、LINプロトコルは依然として車両通信システムに不可欠な存在であり、市場は着実な成長が期待されています。このことはカーエレクトロニクスにおいてLINプロトコルが永続的に適用可能なことを示しています。

オンセミは、Bluetooth LEおよびLIN（Local Interconnect Network）技術を搭載したオンセミのソリューションを活用して、自動車用キーレスエントリシステムの最適化設計の煩雑さを徹底的に研究したリファレンスデザインを開発しました。提案された設計は、これらの先進技術を融合させることによって、車両とそのキーレスエントリシステム間の通信を合理化し、シームレスでユーザーフレンドリーな体験を実現することを目的としています。また、技術的な堅牢性だけでなく、自動車分野で最も重要なシステムの効率と信頼性にも重点を置いています。

このリファレンスデザインは、車載認定NCV7428 LINトランシーバ付きシステム・ベース・チップ（SBC）を使用しています。内部ロジックと提供されるソフトウェア・ライブラリを併用して、2つのプログラマブルデバイス間でLIN 2.x準拠の通信を実行できます。スニファ（PEPSシステム）に対応し、LINバスを介してアンカデバイスと通信する2つの周辺機器のユースケースを示します。この設計で選択したLINトランシーバは、最大70mAの負荷を駆動し保護できる3.3V内部低ドロップアウト（LDO）電圧レギュレータを備えています。そのため、LINバスから直接RSL10評価ボードに電源を供給して、システム全体のコストを抑えることが可能です。

オンセミの車載用製品ポートフォリオは、NCV-RSL10（Bluetooth LE 5.0）や最新の車載用NCV-RSL15（Bluetooth LE 5.2）などのシステムオンチップ（SoC）で構成されており、超低消費電力（ULP）効率ベンチマークEEMBC ULPMark®−CoreProfileスコアおよびULPMARK−CoreMarkによる業界最小消費電力を実現しています。これらの車載認定Bluetooth LE SoCは、カーアクセスやWBMSに最適で、プロジェクトやコード例を含む幅広いソフトウェア開発キットによってサポートされ、Bluetooth LEを使用したアプリケーションの迅速な開発を可能にします。

カーアクセスBluetooth LE機器に最低限必要とみなされる仕様：

•            Bluetooth LE 5.0以上のサポート

•            超低消費電力

•            最大10の同時セキュア接続

•            Out-of-Bandペアリングのサポート

•            Root of Trust（RoT)、TrustZone、CryptoCell-312に基づくセキュアなライフサイクル管理

•            AEC-Q100 Grade 2で最高+105 °Cまでの動作温度を保証

•            認定サイバーセキュリティの実装

カー・コネクティビティ・コンソーシアム（CCC）規格は、デジタルキーのユニバーサルフレームワークを確立することで、キーレスエントリシステムの導入に大きな影響を与えました。この規格により、モバイル機器は車両用デジタルキーを安全に保管、認証、共有でき、利便性と安全性が向上します。CCCのアプローチには、近距離無線通信（NFC）および超広帯域無線通信（UWB）技術が含まれており、ユーザーがスマートフォンを使って容易に車両にアクセスして始動できるようになったため、従来のキーフォブからデジタルソリューションへの移行が加速しています。

優れたキーレスエントリシステムの開発に使用できるBluetooth Low EnergyおよびLIN技術を活用したオンセミのソリューションに関する詳細は、こちらをご覧ください。

その他の資料：

・LINバス＋Bluetooth LEの統合による最小のシステムコストとエネルギー消費の実現による最小のシステムコストとエネルギー消費の実現

・オンセミのコミュニティフォーラム