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

根據(jù) IHS Markit 的數(shù)據(jù)，盡管汽車芯片短缺對(duì)新車生產(chǎn)產(chǎn)生影響，但預(yù)計(jì)該行業(yè)在 2022 年將開(kāi)發(fā) 1550 萬(wàn)臺(tái)。隨著電氣化程度的提高、傳感器的不斷增加以及更多的車載數(shù)據(jù)，即使是 10 年前的車型，今天的汽車看起來(lái)也幾乎無(wú)法辨認(rèn)。 

這一變化的背后是來(lái)自半導(dǎo)體公司的大量硬件在電路層面上的大力推動(dòng)。今天，德州儀器 (TI) 的目標(biāo)是通過(guò)發(fā)布其新型雷達(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Avnet 提供

All About Circuits 有機(jī)會(huì)與 TI 雷達(dá)傳感器業(yè)務(wù)部經(jīng)理 Yariv Raveh 進(jìn)行交談，以親身了解這款新設(shè)備。 

汽車設(shè)計(jì)中的傳感器堆疊

ADAS 不再是專供豪華車使用的功能。今天的 ADAS 系統(tǒng)以 2 級(jí)及更高級(jí)別的自動(dòng)駕駛為目標(biāo)，出現(xiàn)在大多數(shù)商用汽車中，并由許多不同的傳感器組成。然而，最先進(jìn)的自動(dòng)駕駛汽車結(jié)合了雷達(dá)、LiDAR 和攝像頭，每一種都提供不同的范圍、視野和分辨率。這提供了更全面的車輛周圍視覺(jué)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的傳感器數(shù)量——現(xiàn)代車輛中的傳感器數(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野。圖片由德州儀器提供

在汽車中安裝如此多的傳感器會(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)車輛中創(chuàng)建和傳輸?shù)拇罅繑?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 解釋說(shuō)。“他們現(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 推出新型毫米波雷達(dá)傳感器

為解決這些傳感器的復(fù)雜性問(wèn)題，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 SoC。 

“傳統(tǒng)的汽車?yán)走_(dá)傳感器基于分立的雷達(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，借助這個(gè)新的 77 GHz 雷達(dá) SoC 系列，TI 將這兩個(gè)子系統(tǒng)集成到單個(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)傳感器大約是硬幣大小。

AWR2944 的框圖。圖片由德州儀器提供

除此之外，該AWR2944已經(jīng)從它的前身，取得顯著的性能改進(jìn)AWR2243。 

Raveh 指出，“通過(guò) 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%。增加的雷達(dá)范圍歸因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之間的差異。 

更高的集成度使 ADAS 變得更加復(fù)雜

對(duì)于車載傳感器，更多并不總是意味著更好。事實(shí)上，在汽車中安裝更多車載傳感器的趨勢(shì)可能是以面積增加、性能降低和成本增加為代價(jià)的。憑借新的 AWR2944，德州儀器 (TI) 希望通過(guò)以合理的價(jià)格提供更多集成解決方案，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、密切注意盲點(diǎn)以及安全地變換車道和轉(zhuǎn)彎以減少事故。其“傳感器融合”技術(shù)與集成式 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)行片上物體分類。  

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