NXP、カーエレクトロニクスの無線技術に注力し徐々にシェア向上につなげる

NXPは、キーレスエントリをはじめとする認証応用のNFC（near field communication）でも主導的な立場で、日本のソニーのFelicaと協調を図りながらNFCの普及を進めてきた。

その結果、カーエレクトロニクス分野で、NXPはじわじわと市場シェアを上げている。米市場調査会社のStrategy Analyticsの調査によると2005年にはシェア6%未満だったが、2009年に6.4%、2010年は6.9%へと伸ばしてきた。NXPのコネクテッドモビリティは、クルマと無線通信都の結びつきをさらに強めようという戦略であり、ガソリン車からEV（電気自動車）への動きと、モバイルブロードバンド、クラウドコンピューティング、などの将来的な動きとの連動を自社の成長に生かしていこうというもの。EV時代になるとクルマはクラウドを通してバッテリ情報をドライバに伝えるため常にデータセンターのコンピュータとつながり、さらにスマートグリッドともつながるようになる。その通信にはLTE（long term evolution）や4Gネットワークを利用するようになる。さらにネットワークにつきもののセキュリティを確保するためのNFC認証の活用も欠かせなくなる。

ここでカギとなるのは無線通信技術。GPSなどの位置情報サービスや、車両の遠隔管理、クルマとクルマ間やクルマとインフラ間などのCar-to-X（Car2Xとも表現する）通信などは、これからのカーエレクトロニクスの中心となる。NXPは、オランダが国を挙げて取り組んでいるSPITS（Strategic Platform for ITS: Intelligent Traffic Systems）プロジェクトに積極的に参加しており、そのコアとなる半導体を設計製造する。このプロジェクトは日本のITS（高度道路交通システム）と似ているが、仕組みをソフトウエアなどで拡張可能、アップグレード可能となっており、オープンプラットフォームである点が異なる。トラフィック支援、インフォテインメント、B2Bサービス（保険会社やドライバ支援企業などとの連携）の三つを主テーマとしているが、今のところ、インフォテインメントが先行している。インフォテインメントだけを見ていると日本の方が進んでいるような印象を受けるが、Affordable, Scalable, Upgradableという3つのフレキシビリティを掲げているため、アッという間に追いつかれ追い越されてしまう恐れはある。

まず、さまざまな方式のデジタルラジオ、アナログラジオに対応するため、ソフトウエア無線（SDR：software defined radio）技術に力を入れている。ハードウエアを固定しておくものの、通信方式をソフトウエアだけで変更できるものをソフトウエア無線と呼ぶ。地上波デジタルテレビは欧州ではDVB-T、米国ではATSC、日本ではISDB-T（13セグ）というように各地で方式が違う。デジタルラジオは欧州のDAB、米国のHD Radio、さらに携帯向けの方式、というようにやはりさまざまな方式が乱立している。こういったデジタルテレビ、ラジオの機器メーカーにとっては一つのプラットフォームのシリコンチップだけで設計製造できるという強みがソフトウエア無線にはある。メリットは半導体メーカー側にとって大きいが、システムもチップも低コストで設計できることは結局、半導体のユーザーである電子機器メーカーにも恩恵がある。具体的にはベースバンドの演算部分のハードウエアをDSPやマイクロプロセッサ等のプログラム可能なプロセッサで構成し、アルゴリズムプログラムを変えることでさまざまな通信規格にも対応する。NXPはこのためにベクトルプロセッサを独自に開発している。

図1　走行中に電波を出す　出典：NXP Semiconductor

デジタルラジオ以外にはCar2X方式の通信にもソフトウエア無線技術を使う。このCar2X通信の例(図1)として、乗用車A、その後ろに大型トラック、さらにその後ろに別の乗用車Bが並んで交差点にくるとしよう。後ろの乗用車Bは前が見えない状況になっており、信号のない交差点なら横から他のクルマが飛び出してくると事故を起こしかねない。このような場合、乗用車Bから電波を発射し、別のクルマも電波を発射していれば、たとえ見えなくてもお互いにクルマを検出できる。道路の交差点にも送受信機を置くと、2台のクルマに知らせることができ、さらに安全になる。都会では特にビルが乱立しているため電波のマルチパスが存在し、ノイズとして現れることが多い。このため高い受信性能が求められ、高性能な半導体が必要となる。

送受信するための無線方式として、IEEE802.11pがある。民生で使われているWiFiチップとは違い、ノイズに強くデータレートの低下を抑えることが要求される。802.11pは90km/時でハイウェイを走行している状況でもデータレートは10%程度しか低下しないことをNXPは実証している(図2)。車用の802.11pは民生用のWiFiよりも送信パワーが大きく600〜700mくらいから電波を検出できる仕様となっている。

図2　民生グレードのWiFiチップだと走行中のデータレートは極めて下がる　
COTSはConsumer off-the-shelfの略　出典：NXP Semiconductor

NXPは無線回路のプラットフォームMK3を作り、ベースバンドから制御回路まで搭載し、デジタルラジオ受信機のソフトウエア無線方式もデモしている。802.11pもソフトウエア無線で対応している。デジタルラジオと同様、欧州が5.9GHz帯でOFDM変調なのに対して、日本は5.8GHz帯でASK/PSK変調方式と異なるためだ。ソフトウエア無線に収容しているソフトウエアの量は数Mバイト程度で収まる。

NXPが力を入れてきたNFC技術についても、従来のキーレスエントリと組み合わせたシステムを考えている。現在のクルマでは、カギをバッグに入れたままでもクルマのドアのボタンを押すだけで解錠され、ドアを開けられるようになっている。新車のほぼ50%にこの機能が搭載されているという。この仕組みを発展させて、クルマのカギにNFCを組み込み、さらに携帯電話機と連動させることで個人認証とクルマの情報、例えば電気自動車のバッテリ残量やカーナビの行き先設定など、を携帯電話に表示させることを考えている。家の中から行き先を、携帯電話を使って設定しておく(図3)、あるいは駐車場で停めたクルマの場所を探すのにGPSと連携させ携帯電話で表示させる、といったシーンを想定している。NXPは今後2〜3年以内に使えると見ている。

図3　ルートプランの登録　出典：NXP Semiconductor

NFCを利用するのは、カギの電池は最低でも2年以上、通常は5年程度持たせたいからである。USBなどのメカニカルコンタクトは利便性が悪い、Bluetooth Low Energy規格でさえ消費電力が多い、といった理由からNFCを選んだ。盗難防止のイモビライザ機能もファイヤウォールで分けられるため、集積できるとしている。携帯電話機をNFCのリーダー/ライターとして使う方法は徐々に広まりつつある。