編者按：日前，在美國拉斯維加斯舉行的2024CES展上，德州儀器公司展示了兩個(gè)系列面向汽車高級(jí)輔助駕駛系統(tǒng)的半導(dǎo)體新產(chǎn)品，為提高汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高性能和高水平安全提供了新的選擇。
隨著具備自動(dòng)駕駛功能的智能汽車走進(jìn)千家萬戶，消費(fèi)者對(duì)于汽車安全性的重視程度日益提高，安全等級(jí)和法規(guī)對(duì)主動(dòng)安全功能的要求越來越嚴(yán)格。作為汽車智能化的核心單元，ADAS（高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)）在自動(dòng)駕駛汽車中的作用顯得越來越重要。
邊緣架構(gòu)正在讓位于衛(wèi)星架構(gòu)
為了使得ADAS能夠滿足汽車智能化以及主動(dòng)安全的更高要求，汽車系統(tǒng)設(shè)計(jì)師一直在持續(xù)設(shè)計(jì)優(yōu)化汽車電子和電氣系統(tǒng)的架構(gòu)和布局。
目前典型的智能汽車架構(gòu)是邊緣架構(gòu)，它由高度智能的雷達(dá)傳感器組成，通過控制器局域網(wǎng)或100 Mb以太網(wǎng)接口將處理后的數(shù)據(jù)流式傳輸?shù)紸DAS電子控制單元（ECU）。這些傳感器是為高性能而設(shè)計(jì)的，由一個(gè)處理器和一個(gè)專門的加速器組成，用于執(zhí)行距離、多普勒和角度快速傅里葉變換（FFT），以及隨后用于目標(biāo)檢測(cè)、分類和跟蹤的高級(jí)算法。然后將來自每個(gè)邊緣雷達(dá)傳感器的最終目標(biāo)數(shù)據(jù)發(fā)送到ADAS ECU。
為了實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛，汽車的制造商在車輛的架構(gòu)上不斷進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。
如今，邊緣架構(gòu)正在進(jìn)化并讓位于衛(wèi)星架構(gòu)，在衛(wèi)星架構(gòu)中，散布在汽車周圍的傳感器頭將預(yù)處理的范圍FFT數(shù)據(jù)通過高速1Gb以太網(wǎng)接口傳輸?shù)焦δ軓?qiáng)大的中央ECU。數(shù)據(jù)處理的很大一部分被卸載到中央ECU。
德州儀器資深現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師Chris Meng表示，與邊緣架構(gòu)不同，衛(wèi)星架構(gòu)可以在中央處理器上使用最少處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中數(shù)據(jù)處理，而邊緣架構(gòu)則是單個(gè)雷達(dá)傳感器獨(dú)立進(jìn)行所有數(shù)據(jù)處理。
適用于衛(wèi)星架構(gòu)設(shè)計(jì)的單芯片雷達(dá)傳感器
毫米波雷達(dá)具有可擴(kuò)展性，汽車制造商可以在汽車的車身周圍部署不同性能水平的雷達(dá)傳感器。在衛(wèi)星雷達(dá)架構(gòu)下，多個(gè)雷達(dá)傳感器的數(shù)據(jù)可以集中處理，可以提高雷達(dá)系統(tǒng)的性能，提高ADAS的決策能力，同時(shí)可以和視覺做更低維度的融合，進(jìn)一步提高汽車輔助駕駛決策地準(zhǔn)確性。
德州儀器資深現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師Chris Meng認(rèn)為，衛(wèi)星雷達(dá)架構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，但當(dāng)前的雷達(dá)傳感器芯片并沒有對(duì)衛(wèi)星雷達(dá)架構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。
德州儀器針對(duì)衛(wèi)星雷達(dá)架構(gòu)，專門設(shè)計(jì)了一款先進(jìn)的單芯片雷達(dá)傳感器AWR2544。
據(jù)了解，AWR2544是德州儀器第二代自發(fā)自收的毫米波傳感器，增加了天線的收發(fā)數(shù)，提高了天線的精度，增強(qiáng)了傳感器的融合和ADAS的決策，實(shí)現(xiàn)了更高水平的自動(dòng)性。
AWR2544采用了先進(jìn)的波導(dǎo)接口封裝技術(shù)（LOP：Launch-on-Package），借助LOP的技術(shù)可以將傳感器模塊的尺寸縮小30%，檢測(cè)距離擴(kuò)展到200米以上。
AWR2544還集成了處理單元，可以將雷達(dá)信號(hào)必須的數(shù)據(jù)處理在芯片上完成，將處理的結(jié)果輸出到中央處理器進(jìn)行，由中央處理器進(jìn)行集中處理判斷，從而使ADAS判斷的準(zhǔn)確性大大提升。
作為德州儀器第二代毫米波雷達(dá)芯片，AWR2544射頻性能都比第一代的性能提升了50%。
兩款新型驅(qū)動(dòng)芯片滿足高壓電動(dòng)汽車動(dòng)力總成需求
眾所周知，當(dāng)前汽車市場(chǎng)對(duì)于安全性的要求越來越高，當(dāng)前的高壓電動(dòng)汽車動(dòng)力總成系統(tǒng)無法滿足客戶對(duì)于更高安全性以及更高效的要求，汽車制造商需要將整個(gè)系統(tǒng)做到ASIL-D安全性等級(jí)。
當(dāng)前，汽車制造商對(duì)于高壓開關(guān)的實(shí)現(xiàn)，特別是在BMS上主要是通過多芯片方案來實(shí)現(xiàn)的，它的復(fù)雜性比較高，而且對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的效率比較低。
因此，德州儀器開發(fā)了新的集成性驅(qū)動(dòng)芯片，來滿足系統(tǒng)級(jí)的功能安全的目標(biāo)，并大大縮短系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。
德州儀器現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)理Alpha Han表示，這次在CES展出了兩全新的驅(qū)動(dòng)芯片，分別是先進(jìn)的集成式的接觸器驅(qū)動(dòng)器DRV3946-Q1和集成式的電爆驅(qū)動(dòng)器DRV3901-Q1，這兩類產(chǎn)品都均符合ISO26262的功能安全標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)Alpha Han介紹，DRV3946-Q1是一個(gè)集成式的接觸系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器。首先它采用了峰值保持電流控制技術(shù)，可以快速吸合繼電器提高系統(tǒng)安全性。其次，它有一個(gè)保持電流控制器，在系統(tǒng)吸合之后可以通過小電流維持吸合狀態(tài)，節(jié)省系統(tǒng)功耗。
此外，它可以通過集成式的峰值保持電流和低歐姆功率控制級(jí)來提高系統(tǒng)效率，驅(qū)動(dòng)各種不同類型的繼電器和開關(guān)。
而DRV3901-Q1的最大特點(diǎn)則是通過一個(gè)單芯片驅(qū)動(dòng)封閉式電路，進(jìn)一步降低系統(tǒng)的復(fù)雜性。
據(jù)德州儀器系統(tǒng)工程師Bing Zhou介紹，現(xiàn)在市面上通常驅(qū)動(dòng)高溫熔斷器有兩種方案，一種是非常復(fù)雜的離散芯片，通過多個(gè)芯片來搭建；另外是使用現(xiàn)在市面上比較舊的方案來實(shí)現(xiàn)。這兩個(gè)方案第一是系統(tǒng)復(fù)雜性高，第二是效率比較低。DRV3901-Q1可以通過單芯片方案來實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。既有診斷功能，又降低了設(shè)計(jì)的可靠性。DRV3901-Q1本身具有溫度和電流信號(hào)的輸入，可以接收SPI的編程，通過軟件的設(shè)置電流和時(shí)間曲線，來適應(yīng)不同類型的高溫熔斷器，可以大大提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活性。
