電子發燒友網報道(文/吳子鵬)汽車電子電氣架構升級是一個常談常新的話題,主要原因在于,全新的電子電氣架構能夠給汽車智能化和電動化性能帶來非常明顯的提升,同時也幫助汽車減少線束的負擔,就像傳統的分布式架構走向現在的域控架構一樣。
在第六屆中國國際進口博覽會上,德州儀器中國區汽車電子Tier 1事業部總經理沈穎潔分享了她對于汽車電子電氣架構升級的一些看法。她指出,目前汽車電子的關注點已經從如何實現電子化、電氣化的基本要求,轉變為讓整個電動系統更出色、更可靠、更穩定、更節能,將每輛汽車的安全性和自主性提升到更高水平。“作為一家全球性的半導體公司,德州儀器初心未改,致力于通過半導體技術讓電子產品更經濟實用,讓世界更美好。我們的半導體創新技術可助力汽車制造商打造技術更勝以往的高性能車輛。”
賦能四大汽車子系統
目前,汽車產業的功能域控架構已經發展比較充分,雖然各家的劃分會有所不同,不過最終都能夠用域控制器統領車身上的大部分電子電氣設備。沈穎潔表示,德州儀器把汽車電子應用劃分為四個不同的細分領域:混合動力、電動和動力總成系統,高級駕駛輔助系統,車身電子裝置和照明,信息娛樂系統。
很明顯,混合動力、電動和動力總成系統既包含動力系統,也包含底盤控制系統。這里面,動力系統是一種智能化的動力總成管理單元,借助 CAN/FLEXRAY 實現逆變器管理、電池監控、交流發電機調節等功能。沈穎潔在分享中稱,動力系統部分是電動汽車的“心臟”,傳統的挑戰在于成本和續航里程。德州儀器的器件能夠為動力系統帶來四大方面的賦能價值:
·高壓電源、工業和汽車設計方面的專業知識幫助客戶實現跨系統設計的要求;
·承受高壓瞬態和熱插拔事件的高性能器件;
·各類器件領先的EMC特性帶來更好的電磁兼容性;
·在功能安全方面完整的設計文檔和設計資源。
高級駕駛輔助系統涉及的感知、控制、決策系統復雜性非常高,與汽車上其他系統的信息交互也越來越多。由于需要搭載能夠處理感知、決策、控制三個層面的算法,對于域控制器的軟硬件要求都很高。由于各車廠對于駕駛輔助系統的理解不同,因此系統設計存在明顯的差異性,尤其是在傳感器融合策略問題上。沈穎潔談到,德州儀器的工程師已經為這些系統提供了各種參考設計,幫助客戶的系統工程師更快、更便捷地選擇元器件、配置,來滿足更加自適應和定制化的ADAS系統設計要求。同時,德州儀器在汽車功能安全方面的豐富經驗對于高級駕駛輔助系統同樣非常重要。
車身電子裝置和照明系統包括但不限于對于車前燈、車后燈、車窗、天窗、雨刮器、電動后備箱、智能鑰匙、空調、天線、網關通信等設備的控制。在這個系統里,除了不斷追求更具性價的方案以外,如何讓車輛和行人、其他車輛更好地交互成為產業的重要課題。沈穎潔指出,德州儀器的方案除了進行互聯設計之外,也保持了對道路安全的關注,為車外的行人和道路安全做了專門的設計和案例。
信息娛樂系統包括中控系統、車載信息娛樂系統、抬頭顯示、座椅系統、儀表系統、后視鏡系統等,主要作用是讓駕乘人員的乘坐體驗越來越好。沈穎潔認為,除了要打造差異化的使用體驗,功能安全在信息娛樂系統也非常重要。
三大環節恰是三大亮點
無論是汽車上的哪一個子系統,實際上都可以將其統一劃分為三部分:感知、處理和傳輸,沈穎潔表示,這恰恰是德州儀器的產品亮點和技術亮點,她通過幾款具體的產品進行了詳細的解讀。
BQ79718-Q1電芯監測器和BQ79731-Q1電池包監測器在測量電池電壓、電流和溫度方面提供了出色的可靠性、精度和分辨率,可有效確定車輛的真實續航里程,延長電池包的整體壽命,并提高其安全性。參數測量實際上也是一種狀態感知,讓車輛更好地了解電芯和電池包的狀態。
感知層面當然是以傳感器展開說明會更加直觀,因此我們可以看一下德州儀器最新推出的單芯片AWR2944毫米波雷達。和目前市場上的同類雷達產品相比,AWR2944可以把整個雷達系統的尺寸減小30%,分辨率相較前代產品提升33%。AWR2944也為雷達模塊和系統提供了更寬的FOV,包括檢測分辨率。德州儀器通過獨特的硬件配置,提供基于多普勒分多址技術的深度處理能力,讓AWR2944能夠探測比以往探測距離遠40%條件下的物體。在進博會上,德州儀器也展示了基于AWR2944的相關方案,這套4D毫米波雷達系統檢測距離達到了200米以上。
在處理層面,德州儀器C2000實時控制MCU依然在相關展品中得到廣泛的應用。另外,基于Jacinto架構的TDA4x處理器也為行泊一體域控等應用帶來了更好的賦能價值。TDA4x處理器提高了對汽車周圍環境的感知,并加速了軟件定義汽車中的數據共享,可以實時高效地管理多級計算,同時減少耗電的內存傳輸,能夠幫助整個汽車的自動駕駛系統實現性能和成本的優化。
最后說一下傳輸,這里的代表器件是德州儀器的FPD-Link串行器/解串器。這些產品能夠最大限度上滿足自動駕駛系統對于數據吞吐量不斷提高的需求。另一方面,車載網絡也在不斷升級,高速信號包括高速數據、以太網 PHY、串行器/解串器在一起,也滿足了整個車載高速通信的需求。
總結
汽車創新應用是德州儀器在本次進博會上展示的重點之一,該公司和合作伙伴聯合發布的新品很多也是用于汽車領域。據沈穎潔透露,目前德州儀器已經擁有超過 7,000 種車規級產品,并且在不斷加強新產品推進的速度,全方位覆蓋汽車電子系統的各個領域。通過她的講解也能夠清晰地獲取到,汽車電子創新不僅要持續提升性能,功能安全也是非常重要的一環。
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