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系列面向汽車高級輔助駕駛系統的半導體新產品，為提高汽車自動駕駛系統實現更高性能和高水平安全提供了新的選擇。
隨著具備自動駕駛功能的智能汽車走進千家萬戶，消費者對于汽車安全性的重視程度日益提高，安全等級和法規(guī)對主動安全功能的要求越來越嚴格。作為汽車智能化的核心單元，ADAS（高級駕駛輔助系統）在自動駕駛汽車中的作用顯得越來越重要。
邊緣架構正在讓位于衛(wèi)星架構
為了使得ADAS能夠滿足汽車智能化以及主動安全的更高要求，汽車系統設計師一直在持續(xù)設計優(yōu)化汽車電子和電氣系統的架構和布局。
目前典型的智能汽車架構是邊緣架構，它由高度智能的雷達傳感器組成，通過控制器局域網或100 Mb以太網接口將處理后的數據流式傳輸到ADAS電子控制單元（ECU）。這些傳感器是為高性能而設計的，由一個處理器和一個專門的加速器組成，用于執(zhí)行距離、多普勒和角度快速傅里葉變換（FFT），以及隨后用于目標檢測、分類和跟蹤的高級算法。然后將來自每個邊緣雷達傳感器的最終目標數據發(fā)送到ADAS ECU。
為了實現更高級別的自動駕駛，汽車的制造商在車輛的架構上不斷進行改進和優(yōu)化。
如今，邊緣架構正在進化并讓位于衛(wèi)星架構，在衛(wèi)星架構中，散布在汽車周圍的傳感器頭將預處理的范圍FFT數據通過高速1Gb以太網接口傳輸到功能強大的中央ECU。數據處理的很大一部分被卸載到中央ECU。
德州儀器資深現場應用工程師Chris Meng表示，與邊緣架構不同，衛(wèi)星架構可以在中央處理器上使用最少處理的數據進行集中數據處理，而邊緣架構則是單個雷達傳感器獨立進行所有數據處理。
適用于衛(wèi)星架構設計的單芯片雷達傳感器
毫米波雷達具有可擴展性，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傳感器。在衛(wèi)星雷達架構下，多個雷達傳感器的數據可以集中處理，可以提高雷達系統的性能，提高ADAS的決策能力，同時可以和視覺做更低維度的融合，進一步提高汽車輔助駕駛決策地準確性。
德州儀器資深現場應用工程師Chris Meng認為，衛(wèi)星雷達架構有很多優(yōu)點，但當前的雷達傳感器芯片并沒有對衛(wèi)星雷達架構進行優(yōu)化。
德州儀器針對衛(wèi)星雷達架構，專門設計了一款先進的單芯片雷達傳感器AWR2544。
據了解，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，提高了天線的精度，增強了傳感器的融合和ADAS的決策，實現了更高水平的自動性。
AWR2544采用了先進的波導接口封裝技術（LOP：Launch-on-Package），借助LOP的技術可以將傳感器模塊的尺寸縮小30%，檢測距離擴展到200米以上。
AWR2544還集成了處理單元，可以將雷達信號必須的數據處理在芯片上完成，將處理的結果輸出到中央處理器進行，由中央處理器進行集中處理判斷，從而使ADAS判斷的準確性大大提升。
作為德州儀器第二代毫米波雷達芯片，AWR2544射頻性能都比第一代的性能提升了50%。
兩款新型驅動芯片滿足高壓電動汽車動力總成需求
眾所周知，當前汽車市場對于安全性的要求越來越高，當前的高壓電動汽車動力總成系統無法滿足客戶對于更高安全性以及更高效的要求，汽車制造商需要將整個系統做到ASIL-D安全性等級。
當前，汽車制造商對于高壓開關的實現，特別是在BMS上主要是通過多芯片方案來實現的，它的復雜性比較高，而且對于整個系統的效率比較低。
因此，德州儀器開發(fā)了新的集成性驅動芯片，來滿足系統級的功能安全的目標，并大大縮短系統設計的復雜性。
德州儀器現場技術應用經理Alpha Han表示，這次在CES展出了兩全新的驅動芯片，分別是先進的集成式的接觸器驅動器DRV3946-Q1和集成式的電爆驅動器DRV3901-Q1，這兩類產品都均符合ISO26262的功能安全標準。
據Alpha Han介紹，DRV3946-Q1是一個集成式的接觸系統驅動器。首先它采用了峰值保持電流控制技術，可以快速吸合繼電器提高系統安全性。其次，它有一個保持電流控制器，在系統吸合之后可以通過小電流維持吸合狀態(tài)，節(jié)省系統功耗。
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來提高系統效率，驅動各種不同類型的繼電器和開關。
而DRV3901-Q1的最大特點則是通過一個單芯片驅動封閉式電路，進一步降低系統的復雜性。
據德州儀器系統工程師Bing Zhou介紹，現在市面上通常驅動高溫熔斷器有兩種方案，一種是非常復雜的離散芯片，通過多個芯片來搭建；另外是使用現在市面上比較舊的方案來實現。這兩個方案第一是系統復雜性高，第二是效率比較低。DRV3901-Q1可以通過單芯片方案來實現這個功能。既有診斷功能，又降低了設計的可靠性。DRV3901-Q1本身具有溫度和電流信號的輸入，可以接收SPI的編程，通過軟件的設置電流和時間曲線，來適應不同類型的高溫熔斷器，可以大大提高系統設計靈活性。
