（一）OBU 的定义与作用

OBU 即 On Board Unit 的缩写，中文名为车载单元，是车辆用于为各种应用传输和收集数据的微波设备 。在智能交通领域，尤其是不停车电子收费系统（ETC）中，OBU 发挥着核心作用。它通常安装于汽车的前挡风玻璃上，存有车辆的识别信息。当车辆通过收费站时，OBU 与路侧单元（RSU，Road Side Unit）通过专用短程微波通信（DSRC，Dedicated Short Range Communication）进行通讯 。RSU 识别到 OBU 的信号后，自动完成收费处理，无需司机停车，大大提高了车辆通行效率。除了 ETC 系统，在智能网联汽车的车路协同（V2X）场景中，OBU 也承担着车辆与外界通信的关键任务，可与其他车辆、基础设施等进行信息交互，为实现高级辅助驾驶、自动驾驶等功能提供数据支持 。

（二）OBU 芯片组成

1.MCU（微控制单元）：作为 OBU 的核心控制部件，MCU 负责协调 OBU 各部分组件的工作。它执行程序代码，对来自射频通信芯片、RFID 芯片、安全芯片等的数据进行处理和决策。例如，控制射频通信芯片何时与 RSU 进行通信、如何处理从用户卡读取到的信息等 。常见的 MCU 供应商有小华、新唐、上海博通和意法半导体等。

2.射频通信芯片或模块：主要负责实现 OBU 与外界的无线通信功能。通常涉及多个频段，其中 5.8GHz 频段用于与 RSU 进行专用短程通信，确保在收费站等场景下稳定、快速地传输车辆识别信息和交易数据；2.4GHz 频段以及蓝牙芯片则常用于与手机等设备连接，方便用户进行设备设置、查看余额等操作 。射频通信芯片或模块的原厂众多，包括上海博通、斯凯瑞利、笙科、德州仪器、亚德诺、高通、微芯、钜芯集成、Nordic、易兆微、泰凌微、捷联微芯等。

3.RFID 芯片（13.56MHz 读写器芯片）：用于读取用户卡信息。用户卡通常采用符合 ISO14443 标准的非接触式 IC 卡，OBU 通过 RFID 芯片与用户卡进行读写通信，获取卡内存储的账户余额、用户信息等 。RFID 芯片的主要原厂有恩智浦、德州仪器、意法半导体、复微、中科微、华大、国民技术、中科微、维晟、上海飞聚、维霖通、科道芯国、捷联微芯等。

4.安全芯片（ESAM 芯片）：保障 OBU 通信和数据存储的安全性。它具备数据安全读写功能、安全文件密钥管理以及 TDES 加解密运算等安全机制，防止数据被非法窃取、篡改 。安全芯片的主要原厂有亚德诺、国民技术、宏思电子、航芯、紫光同芯等。

5.其他组件相关芯片：例如，太阳能光伏模块用于将太阳能转化为电能，为 OBU 供电，其中涉及到充电管理芯片等，负责控制充电过程，确保电池安全、高效地充电；电池则作为备用电源，在太阳能不足时维持 OBU 工作，电池管理芯片用于监测电池状态，如电量、电压、温度等，保障电池的正常使用和寿命，常见的电池原厂有亿纬锂能、朗升等 。

二、OBU 芯片测试

（一）测试的重要性

OBU 芯片的性能直接关系到 ETC 系统以及智能网联汽车相关应用的可靠性和稳定性。在实际使用中，OBU 需要在各种复杂环境下工作，如不同的温度、湿度条件，以及强电磁干扰环境等。通过全面、严格的测试，可以提前发现芯片可能存在的问题，确保其在各种工况下都能正常工作，提高产品质量，减少售后故障，保障用户体验和系统的高效运行 。

（二）测试内容

1、功能测试

（1）、通信功能测试：验证 OBU 芯片在不同频段（5.8GHz、2.4GHz、蓝牙等）下与其他设备（RSU、手机等）通信的能力。包括检查能否正确建立通信连接、数据传输是否准确无误、通信速率是否符合标准等。例如，在 5.8GHz 频段下，测试 OBU 芯片与模拟 RSU 设备进行多次数据交互，检查交易数据的完整性和准确性 。

（2）、读卡功能测试：针对 RFID 芯片，测试其对不同类型用户卡（符合 ISO14443 标准的非接触式 IC 卡）的读取和写入功能。确保能够准确读取卡内信息，如余额、用户身份等，并且在进行交易等操作时能够正确写入相关数据，如扣费信息 。

（3）、安全功能测试：对安全芯片的加密、解密功能进行测试。使用已知的加密算法和密钥，对测试数据进行加密，然后通过安全芯片进行解密，验证解密结果的正确性。同时，测试安全芯片在防止非法访问、数据篡改等方面的防护能力 。

2、性能测试

（1）、射频性能测试：评估射频通信芯片的发射功率、接收灵敏度、频率稳定性等参数。发射功率决定了 OBU 与 RSU 通信的距离和信号强度，接收灵敏度则影响 OBU 对微弱信号的接收能力。例如，测试 5.8GHz 射频通信芯片的发射功率是否能达到标准要求，在不同环境下接收灵敏度的变化情况 。

（2）、功耗测试：测量 OBU 芯片在不同工作状态（如待机、通信、读卡等）下的功耗。由于 OBU 通常采用电池或太阳能供电，低功耗设计对于延长设备使用寿命至关重要。通过精确测量功耗，优化芯片的电源管理策略 。

（3）、处理性能测试：针对 MCU，测试其运算速度、指令执行效率等。在 OBU 同时处理多个任务（如通信数据处理、读卡数据处理、安全验证等）时，确保 MCU 能够快速、准确地完成任务，不出现卡顿或数据丢失等情况 。

3、环境适应性测试

（1）、温度测试：将 OBU 芯片放置在不同温度环境下，如高温（70℃以上）和低温（-40℃以下）环境，测试其功能和性能的变化。观察芯片在极端温度下是否能正常工作，是否会出现数据错误、通信中断等问题 。

（2）、湿度测试：在高湿度环境（如 95% RH 以上）中，测试 OBU 芯片的防潮性能。检查是否会因为湿度影响导致芯片内部短路、腐蚀等问题，从而影响其正常工作 。

（3）、电磁兼容性测试：将 OBU 芯片置于强电磁干扰环境中，如附近有大功率无线发射设备等，测试其抗干扰能力。确保在复杂电磁环境下，OBU 芯片仍能稳定工作，不受到外界电磁干扰的影响 。

（三）测试方法与流程

1. 测试方法

（1）、自动化测试：利用专业的测试设备和软件，编写自动化测试脚本，实现对 OBU 芯片的批量、快速测试。例如，使用自动化测试系统模拟 RSU 与 OBU 芯片进行通信测试，自动记录测试结果，提高测试效率和准确性 。

（2）、模拟环境测试：搭建模拟实际工作环境的测试平台，如模拟不同温度、湿度、电磁干扰等环境，对 OBU 芯片进行测试。通过精确控制环境参数，全面评估芯片在各种工况下的性能 。

（3）、对比测试：将待测试的 OBU 芯片与市场上已有的成熟产品进行对比测试，在相同测试条件下，比较各项性能指标，找出优势和不足 。

2测试流程

（1）、测试准备：准备好测试所需的设备，如射频信号发生器、频谱分析仪、功率计、模拟用户卡、模拟 RSU 设备等，并确保设备正常运行。同时，制定详细的测试计划和测试用例 。

（2）、功能测试阶段：按照测试用例，依次对 OBU 芯片的通信功能、读卡功能、安全功能等进行测试。记录测试过程中出现的问题和异常情况 。

（3）、性能测试阶段：进行射频性能、功耗、处理性能等测试。使用专业测试设备采集数据，并对数据进行分析，判断芯片性能是否符合标准 。

（4）、环境适应性测试阶段：将 OBU 芯片置于不同的环境模拟设备中，进行温度、湿度、电磁兼容性等测试。在每个环境条件下，重复功能和性能测试，观察芯片的工作状态变化 。

（5）、测试结果评估：综合所有测试数据，对 OBU 芯片的性能进行全面评估。如果测试结果符合预定标准，则判定芯片通过测试；如果存在问题，则分析问题原因，提出改进措施，并重新进行测试 。

三、OBU 芯片参数

（一）射频通信芯片参数

（1）、工作频率：对于与 RSU 通信的 5.8GHz 射频通信芯片，其工作频率需严格符合相关标准，如中国电子收费专用近程通讯标准 GB/T20851.1 - 2007 规定的 5.8GHz 频段 。部分芯片的工作频率范围可能略有扩展，如国民技术的 NWF580 工作频率范围为 5.73 ~ 6.2GHz，以适应不同的应用场景和环境 。

（2）、发射功率：发射功率决定了 OBU 与 RSU 之间的通信距离和信号强度。一般来说，芯片发射功率可达 8dBm 及以上，如 NWF580 芯片发射功率达 8dBm，较高的发射功率有助于在复杂环境下保持稳定通信 。

（3）、接收灵敏度：接收灵敏度反映了芯片对微弱信号的接收能力。例如，NWF580 芯片接收灵敏度达 - 76dBm，接收灵敏度越高，OBU 越能准确接收到 RSU 发送的信号，从而提高通信可靠性 。

（4）、通信速率：通信速率影响着数据传输的快慢，在 ETC 等应用中，快速的数据传输对于提高车辆通行效率至关重要。一些先进的射频通信芯片可支持较高的通信速率，如最大传输速率可达 30Mbps 甚至更高 。

（二）MCU 参数

（1）、处理器内核：常见的 MCU 采用不同的处理器内核，如 32 位 ARM Cortex - M0 内核等。不同内核具有不同的性能特点，Cortex - M0 内核具有低功耗、高性能的特点，适用于对功耗和成本敏感的 OBU 应用场景 。

（2）、工作主频：工作主频决定了 MCU 的运算速度。例如，部分 MCU 最高工作主频可达 64MHz，较高的主频能够加快指令执行速度，提高 OBU 对各种任务的处理能力 。

（3）、片上资源：包括片上集成的 SRAM（静态随机存取存储器）和 Flash（闪存）容量等。如一些芯片片上集成 48KB SRAM 用于数据临时存储，512KB Flash 用于存储程序代码和重要数据，丰富的片上资源有助于提高 MCU 的运行效率和存储能力 。

（三）其他芯片参数

（1）、RFID 芯片：工作频率一般为 13.56MHz，以匹配符合 ISO14443 标准的非接触式 IC 卡。其读写距离、读写速度等也是重要参数，不同芯片在这些方面存在差异，影响着 OBU 对用户卡的读写效率 。

（2）、安全芯片：加密算法类型（如 TDES 等）、密钥管理能力、加解密速度等是关键参数。安全芯片需要具备强大的加密能力，确保 OBU 数据的安全性 。

（3）、电池管理芯片：对于 OBU 的电池管理芯片，其监测精度（如对电池电量、电压、温度的监测精度）、充电控制能力（如充电电流、电压控制精度）等参数影响着电池的使用寿命和安全性 。

四、OBU 芯片标准

（一）通信标准

（1）、DSRC 标准：OBU 与 RSU 之间的通信主要遵循 DSRC 技术标准。在中国，ETC 系统采用的是 GB/T20851 系列标准，该标准规定了 ETC 系统的物理层、数据链路层、应用层等各方面的技术要求，包括工作频率、调制方式、数据传输速率、通信协议等，确保不同厂家生产的 OBU 和 RSU 之间能够实现互联互通和准确通信 。

（2）、蓝牙标准：当 OBU 与手机等设备通过蓝牙连接时，需遵循蓝牙技术联盟制定的相关蓝牙标准，如蓝牙 5.1 标准等。这些标准规定了蓝牙通信的频段、功率、传输速率、连接方式等参数，保证蓝牙通信的稳定性和兼容性 。

（二）安全标准

1、加密算法标准：安全芯片所采用的加密算法需符合相关安全标准，如 TDES（三重数据加密标准）等算法被广泛应用于 OBU 的安全加密领域。这些标准算法经过长期验证，具有较高的安全性，能够有效防止数据被破解和篡改 。

2、密钥管理标准：对于 OBU 芯片的密钥生成、存储、分发和使用等环节，也有相应的标准规范。例如，采用安全的密钥管理机制，确保密钥的安全性和唯一性，防止密钥泄露导致的安全风险 。

（三）环境标准

1、温度标准：OBU 芯片需要满足一定的温度环境标准，以适应车辆在不同地区、不同季节的使用环境。一般要求芯片能够在低温（如 - 40℃）到高温（如 85℃）的范围内正常工作，确保在极端温度条件下 OBU 仍能稳定运行 。

2、湿度标准：考虑到车辆可能在潮湿环境下使用，OBU 芯片需满足相应的湿度标准，如在相对湿度 95% RH 的环境下，不会因受潮而影响性能或出现损坏 。

五、OBU 芯片测试座的关键应用

（一）测试座的作用

OBU 芯片测试座是在 OBU 芯片测试过程中用于连接芯片和测试设备的关键部件。它起到机械固定和电气连接的作用，确保芯片在测试过程中能够稳定地与测试设备进行信号传输和数据交互 。通过测试座，测试设备可以向 OBU 芯片施加各种测试信号，采集芯片的响应数据，从而完成对芯片的各项测试 。

（二）测试座的关键特性

1、高精度接触：测试座的引脚与 OBU 芯片的引脚需要实现高精度接触，以保证电气连接的可靠性。微小的接触不良都可能导致测试信号传输错误，影响测试结果的准确性 。例如，采用高精度的探针技术，确保探针与芯片引脚紧密接触，接触电阻控制在极小范围内 。

2、良好的电气性能：测试座自身应具备低电阻、低电容和低电感等良好的电气性能，以减少信号传输过程中的损耗和干扰。这样可以保证测试设备发送的信号能够准确无误地到达 OBU 芯片，同时芯片返回的信号也能被测试设备准确采集 。

3、耐用性：由于在芯片测试过程中，测试座需要频繁地与芯片进行插拔操作，因此需要具备良好的耐用性。能够承受大量次数的插拔而不出现引脚磨损、变形等问题，确保长期稳定使用 。

（三）不同类型测试座的应用场景

1、通用测试座：适用于多种类型 OBU 芯片的测试，具有一定的通用性和灵活性。在芯片研发阶段或小批量测试时，通用测试座可以降低测试成本，方便对不同设计的芯片进行初步测试和验证 。

2、专用测试座：针对特定型号的 OBU 芯片设计，能够更好地满足该芯片的电气和机械特性要求。在芯片大规模生产测试中，专用测试座可以提高测试效率和准确性，确保每一颗出厂的芯片都符合质量标准 。例如，对于某一款特定封装形式和引脚定义的 OBU 芯片，设计与之匹配的专用测试座，可实现快速、精准的测试 。