新的 77-GHz 雷達(dá) SoC 系列只是 TI 面向 ADAS 的組件組合的最新成員。

根據(jù) IHS Markit的數(shù)據(jù)，盡管汽車(chē)芯片短缺對(duì)新車(chē)生產(chǎn)產(chǎn)生了影響，但預(yù)計(jì)該行業(yè)在 2022 年將開(kāi)發(fā) 1550 萬(wàn)輛。由于電氣化程度的提高、傳感器的不斷增加以及車(chē)載數(shù)據(jù)的增多，如今的汽車(chē)即使在 10 年前也幾乎無(wú)法辨認(rèn)。 

這一變化的背后是半導(dǎo)體公司在電路層面大力推動(dòng)的一系列硬件。今天，德州儀器 (TI) 的目標(biāo)是通過(guò)發(fā)布其新的雷達(dá)傳感器 SoC 來(lái)推進(jìn)高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS)。 

高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)的示例框圖。圖片由安富利提供

All About Circuits 有幸與 TI 雷達(dá)傳感器業(yè)務(wù)部門(mén)經(jīng)理 Yariv Raveh 進(jìn)行了交談，親身了解了這款新設(shè)備。 

汽車(chē)設(shè)計(jì)中的傳感器堆疊

ADAS 不再是為豪華車(chē)保留的功能。當(dāng)今的 ADAS 系統(tǒng)針對(duì) 2 級(jí)和更高級(jí)別的自主性，出現(xiàn)在大多數(shù)商用車(chē)中，并由許多不同的傳感器組成。然而，最先進(jìn)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)結(jié)合了雷達(dá)、激光雷達(dá)和攝像頭——每一種都提供不同的范圍、視野和分辨率。這提供了車(chē)輛周?chē)�更全面的視野覆蓋。 

TI 指出，為了跟上 ADAS 的進(jìn)步，原始設(shè)備制造商正在增加每輛車(chē)的傳感器數(shù)量——現(xiàn)代車(chē)輛中的傳感器數(shù)量超過(guò) 70 個(gè)。 

今天的 ADAS 系統(tǒng)由許多不同的傳感器組成，用于不同的范圍和視場(chǎng)。圖片由德州儀器提供

在汽車(chē)中安裝這么多傳感器會(huì)帶來(lái)大量的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)之一是處理在整個(gè)車(chē)輛中創(chuàng)建和通信的大量數(shù)據(jù)。另一個(gè)挑戰(zhàn)是面積和重量：原始設(shè)備制造商將所有這些傳感器放在空間受限的車(chē)輛中的什么位置？ 

“我們發(fā)現(xiàn)房地產(chǎn)正在成為 OEM 的真正痛苦，”Raveh 解釋道�！八麄儸F(xiàn)在正在處理諸如在不危及其他功能或沒(méi)有太多復(fù)雜性的情況下確定傳感器的位置等問(wèn)題�！�

TI 推出全新毫米波雷達(dá)傳感器

為了解決這些傳感器的復(fù)雜性，德州儀器 (TI) 宣布推出AWR2944，這是該公司用于角落和遠(yuǎn)程雷達(dá)的第二代高性能汽車(chē) SoC。 

“傳統(tǒng)的汽車(chē)?yán)走_(dá)傳感器基于離散的雷達(dá)子系統(tǒng)，主要由雷達(dá)本身和處理單元組成，”Raveh 序言。但是，對(duì)于這個(gè)新的 77-GHz 雷達(dá) SoC 系列，TI 將這兩個(gè)子系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。

與傳統(tǒng)傳感器相比，AWR2944 的尺寸減小了 30% — 節(jié)省了 BOM、面積和重量；毫米波雷達(dá)傳感器大約有硬幣大小。

AWR2944 的框圖。圖片由德州儀器提供

除此之外，AWR2944 比其前身 AWR2243 取得了顯著的性能改進(jìn)。 

Raveh 指出：“借助 AWR2944，我們?yōu)樵O(shè)備增加了一個(gè)發(fā)射器、一個(gè)改進(jìn)的無(wú)線電子系統(tǒng)和更先進(jìn)的計(jì)算資源�！� 此外，第二代 SoC 正在引入對(duì)以太網(wǎng)通信的支持——隨著車(chē)載數(shù)據(jù)量和流量的增加，這一功能變得越來(lái)越重要。

總而言之，一些重要的硬件產(chǎn)品包括 4 個(gè) Rx 和 Tx 通道、一個(gè)雷達(dá)預(yù)處理硬件加速器塊、4 MB 片上存儲(chǔ)器以及一個(gè)內(nèi)置校準(zhǔn)和監(jiān)控引擎。由于這些改進(jìn)，TI 表示與市場(chǎng)上的其他解決方案相比，AWR2944 的雷達(dá)分辨率提高了 33%，雷達(dá)范圍增加了 40%。雷達(dá)范圍的增加歸功于基于多普勒分多址 (DDMA) 的信號(hào)處理，這提高了 SoC 從更遠(yuǎn)的地方檢測(cè)迎面而來(lái)的車(chē)輛的能力。 

ADAS數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。圖片由德州儀器提供

這些分辨率的改進(jìn)使芯片不僅可以檢測(cè)障礙物，還可以注意到行人和其他汽車(chē)之間的差異。 

更高的集成度使 ADAS 更加復(fù)雜

對(duì)于車(chē)載傳感器，更多并不總是意味著更好。事實(shí)上，汽車(chē)中更多車(chē)載傳感器的趨勢(shì)可能是以增加面積、降低性能和提高成本為代價(jià)的。借助新的 AWR2944，德州儀器 (TI) 希望通過(guò)以合理的價(jià)格提供更集成的解決方案，幫助 OEM 和一級(jí)供應(yīng)商避免傳感器權(quán)衡。

TI 相信其高度集成的解決方案可以幫助駕駛員更快地檢測(cè)物體、密切關(guān)注盲點(diǎn)，并安全地切換車(chē)道和轉(zhuǎn)彎以減少事故。其“傳感器融合”技術(shù)與集成 DSP 相結(jié)合，允許毫米波雷達(dá)傳感器運(yùn)行 ML 算法以進(jìn)行片上對(duì)象分類(lèi)。  

TI 的 AWR2944 雷達(dá)傳感器是更廣泛的 ADAS 產(chǎn)品組合的一部分，其中包括用于雷達(dá)單片微波處理器的 AI 處理器、PMIC 和多軌 PMIC。