據(jù)麥姆斯咨詢報道,汽車?yán)走_(dá)已經(jīng)成為ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))的主流傳感器之一。為了在最佳的傳感器性能、成本和尺寸之間取得平衡,該領(lǐng)域的技術(shù)競爭非常激烈。在Yole最新的報告《汽車雷達(dá)技術(shù)-2018版》中,深入介紹了目前市場上主流的半導(dǎo)體雷達(dá)技術(shù),包括有一定歷史的GaAs(砷化鎵)技術(shù),主流的SiGe(鍺硅)Bi-CMOS技術(shù),以及新興的RF(射頻)CMOS技術(shù)等。
RF CMOS對于信號處理并不是一項全新的技術(shù),但是針對mmWave(毫米波)雷達(dá)等極高頻應(yīng)用,如何使其更高效的運(yùn)行則需要深厚的設(shè)計經(jīng)驗和技術(shù)專家。這正是Texas Instruments (TI,德州儀器)等大型廠商的優(yōu)勢所在。Yole認(rèn)為RF CMOS技術(shù)雷達(dá)的出貨量將從2020年開始走高,增長勢頭將超越SiGe Bi-CMOS技術(shù)雷達(dá)。
2016~2022年按技術(shù)類型細(xì)分的雷達(dá)芯片市場預(yù)測圖片源自:《汽車?yán)走_(dá)技術(shù)-2018版》Yole射頻技術(shù)專家Claire Troadec 和Cedric Malaquin有幸采訪了TI汽車事業(yè)部經(jīng)理Sneha Narnakaje先生,與其探討了汽車毫米波雷達(dá)RF CMOS技術(shù)現(xiàn)狀,以下為訪談詳細(xì)內(nèi)容。
Claire Troadec(以下簡稱CT):請您介紹一下TI高級駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)相關(guān)的雷達(dá)、成像和超聲波產(chǎn)品。Sneha Narnakaje(以下簡稱SN):TI能夠幫助汽車開發(fā)商更快、更方便地設(shè)計ADAS,帶來更智能、更安全的駕駛體驗。TI在模擬和嵌入式處理方面的專業(yè)技術(shù),結(jié)合在汽車系統(tǒng)領(lǐng)域的經(jīng)驗,為汽車開發(fā)商提供了最可靠、最優(yōu)化的ADAS解決方案,包括ADAS系統(tǒng)級芯片、處理器、毫米波雷達(dá)、攝像頭和超聲波傳感器等,結(jié)合這些解決方案可以大幅加速ADAS系統(tǒng)設(shè)計。除了提供單獨的半導(dǎo)體組件,TI還提供創(chuàng)新的參考設(shè)計,幫助汽車開發(fā)商打造覆蓋多個汽車平臺的ADAS解決方案,滿足各種系統(tǒng)的多樣化需求。TI的ADAS解決方案提供不同的性能等級以滿足不同的系統(tǒng)要求,從簡單的超聲波泊車輔助系統(tǒng),到功能復(fù)雜的傳感器融合和自動駕駛等。TI以產(chǎn)品、解決方案和參考資料支持功能安全開發(fā)商已有超過30年的歷史,為他們帶來更簡便的汽車設(shè)計,以滿足法規(guī)和功能安全要求。作為汽車市場的先驅(qū)者之一,TI還是防抱死制動系統(tǒng)(ABS)和安全氣囊IC等被動安全應(yīng)用的早期領(lǐng)導(dǎo)者。TI現(xiàn)在推出的SafeTI?組件產(chǎn)品,能夠幫助客戶更快地完成汽車安全性驗證。TI基于系統(tǒng)的方案和可擴(kuò)展的應(yīng)用處理器可幫助開發(fā)商應(yīng)對ADAS板級和系統(tǒng)級設(shè)計挑戰(zhàn),以更快的設(shè)計周期提供更高效的解決方案。
Cédric Malaquin(以下簡稱CM):請您介紹一下TI雷達(dá)產(chǎn)品的最新現(xiàn)狀。
SN:我們在2017年5月發(fā)布了毫米波傳感技術(shù)系列產(chǎn)品,并在那時開始提供量產(chǎn)前的樣品。
CT:TI認(rèn)為雷達(dá)在ADAS系統(tǒng)中的普及率將會如何發(fā)展?
SN:目前部署的汽車?yán)走_(dá)傳感器能夠滿足基礎(chǔ)的ADAS功能。不過,雷達(dá)作為滿足歐洲NCAP(新車安全評價)5星安全標(biāo)準(zhǔn)要求的基本傳感技術(shù)之一,正逐漸成為主流。此外,汽車制造商正在為3級自動駕駛(需要駕駛員,但可以將部分安全功能交給自動駕駛系統(tǒng))及以上自動駕駛做準(zhǔn)備,每輛車搭載的雷達(dá)傳感器數(shù)量即將增長至8~10顆。
YD:您認(rèn)為雷達(dá)傳感器還有其它哪些市場機(jī)遇?
SN:ADAS市場的雷達(dá)傳感器用戶案例很好理解。基礎(chǔ)的ADAS功能,例如盲點探測和自適應(yīng)巡航控制已經(jīng)通過24GHz側(cè)方雷達(dá)和77GHz前部雷達(dá)傳感器解決,但是,目前的解決方案尺寸還不夠小,還需要更低的成本以拓展其它更廣泛的應(yīng)用。不過,除了ADAS,我們還在車身、底盤以及車廂內(nèi)看到了很多潛在的應(yīng)用機(jī)遇。雷達(dá)傳感器可以安裝在車身周邊、車底和車內(nèi),用于開門障礙物提醒、車內(nèi)人員探測以及駕駛員生命體征監(jiān)測等。后兩個應(yīng)用已經(jīng)包括在了2025年NCAP計劃中,預(yù)計這兩種應(yīng)用將成為未來汽車的主流配置。這意味著毫米波雷達(dá)不僅可以探測遺留在車內(nèi)的兒童和寵物,還能警示駕駛員并發(fā)出緊急呼救。對于駕駛員生命體征監(jiān)測,車內(nèi)的雷達(dá)傳感器可以跟車外的雷達(dá)傳感器協(xié)同工作,實時監(jiān)測駕駛員的狀態(tài)(包括簡單的疲勞探測和心臟病等危急健康狀況),并在駕駛員無法控制車輛時,自動駛離道路。
除了汽車,我們還發(fā)現(xiàn)了很多其它應(yīng)用,如智能運(yùn)輸系統(tǒng)、運(yùn)動探測、人數(shù)統(tǒng)計和工業(yè)車輛等。設(shè)想一下,如果能夠根據(jù)車輛排隊情況來動態(tài)控制交通燈,那交通狀況和效率應(yīng)該會有大幅改善。通過利用毫米波雷達(dá),可以替代傳統(tǒng)的導(dǎo)電傳感線圈以及鋪設(shè)所帶來的高昂的道路修復(fù)成本,還能消除雨、雪、霧等影響視覺的天氣狀況和光照所帶來的光學(xué)問題。利用雷達(dá)傳感器的人數(shù)統(tǒng)計和運(yùn)動探測系統(tǒng),可以提供和LiDAR(激光雷達(dá))相同的安全性,且沒有光學(xué)解決方案所伴隨的侵犯隱私風(fēng)險。例如,裝在盥洗室內(nèi)的雷達(dá)傳感器,可以在建筑關(guān)閉前,探測是否還有人員逗留,且不會有隱私問題。它們還可以安裝在辦公室內(nèi),根據(jù)室內(nèi)的人員數(shù)量更精準(zhǔn)地控制照明和空調(diào),如果你加班晚了,無需對著運(yùn)動探測器揮手以顯示你的存在。所有技術(shù)的演變,關(guān)鍵都在于成本。毫米波雷達(dá)傳感器可以在其它解決方案無法勝任的大量場合,更方便更具成本效益地安裝雷達(dá)解決方案。
CM:請您解釋一下為什么TI很早就在其發(fā)展規(guī)劃中為毫米波雷達(dá)產(chǎn)品選擇RF CMOS技術(shù)?
SN:TI在CMOS技術(shù)領(lǐng)域歷史悠久。就RF CMOS毫米波技術(shù),TI經(jīng)過大量創(chuàng)新開發(fā)出了質(zhì)量和可靠性滿足高標(biāo)準(zhǔn)的獨特技術(shù)和產(chǎn)品組合。借助混合信號技術(shù),在我們開發(fā)一款真正能夠量產(chǎn)的器件過程中,恰當(dāng)?shù)厝诤蟁F性能、功率、尺寸、封裝、可靠性和成本非常重要,選擇經(jīng)過驗證的RF CMOS技術(shù)幫助我們加速了這一過程。
CT:相比競爭對手,你們的RF CMOS技術(shù)優(yōu)勢有哪些?是否有短板?
SN:我們提供的解決方案能夠幫助客戶在器件級降低系統(tǒng)尺寸和功耗。CMOS技術(shù)在這方面具有優(yōu)勢,首先,它功耗較低,這對于汽車應(yīng)用非常重要;其次,它能在一個芯片上整合模擬和數(shù)字處理能力,降低整體解決方案的尺寸。這相應(yīng)也提高了傳感器安裝類型的靈活性。
CM:從系統(tǒng)角度轉(zhuǎn)換到RF CMOS技術(shù)有哪些影響?
SN:就車輛架構(gòu)而言,客戶常常談到智能傳感器,需要在最前端的傳感器中加入智能處理能力。由于在我們的CMOS器件中整合了RF、模擬和數(shù)字信號處理能力,客戶得以開發(fā)并提供成本最優(yōu)化的系統(tǒng)架構(gòu)。
CT:請您介紹一下77GHz和79GHz的雷達(dá)產(chǎn)品性能。
SN:77GHz產(chǎn)品用于中遠(yuǎn)距離應(yīng)用,79GHz產(chǎn)品用于超短到短距離應(yīng)用。77GHz產(chǎn)品距離最遠(yuǎn)可達(dá)250m以上。79GHz解決方案則具有低至5cm的極高分辨率,在超短距和短距離應(yīng)用中,能夠?qū)崿F(xiàn)近距離物體的識別,例如行人和很近的其它車輛,清晰地區(qū)分這些物體。
CM:該技術(shù)能用于L4級、L5級以及全自動駕駛汽車嗎?該解決方案是否適用于機(jī)器人車輛?
SN:在組件層面,雷達(dá)傳感是L3級及以上自動駕駛的必要條件,自動駕駛需要更遠(yuǎn)的探測距離、更高的精度和更高的分辨率。我們的產(chǎn)品組合在距離、精度和分辨率方面可提供可擴(kuò)展的性能,以滿足L3級及以上自動駕駛需求。
CT:Tier 1制造商和OEM廠商對該技術(shù)的反饋如何?
SN:關(guān)于客戶的細(xì)節(jié)我無法透露,但是關(guān)于這項技術(shù)我們獲得了很多行業(yè)獎項,包括EE Times ACE獎,三項CES創(chuàng)新獎,Design News Golden Mousetrap獎以及年度電子產(chǎn)品獎。
CM:關(guān)于高分辨率成像雷達(dá),你們的下一步開發(fā)計劃是什么?
SN:我們產(chǎn)品組合中的AWR1243高性能前端,具有內(nèi)建電路和級聯(lián)多個器件的能力,可以為高分辨率成像雷達(dá)在方位和垂直方向上提供更高的分辨率。我們已經(jīng)在今年的CES上展示了這款概念產(chǎn)品。
CT:您認(rèn)為高分辨率雷達(dá)未來能夠達(dá)到LiDAR傳感器的性能嗎?如果能,會在什么時候?
SN:我們在CES上展示了這一概念,利用4個AWR1243雷達(dá)前端級聯(lián)設(shè)備獲得了小于1度的角度分辨率,已經(jīng)達(dá)到了類似LiDAR級別的性能,并且成本更有優(yōu)勢。
CM:我們知道TI擁有基于攝像頭技術(shù)的視覺處理解決方案。你們有沒有設(shè)想如何將雷達(dá)整合進(jìn)入視覺解決方案?它需要融合處理嗎?你們是否會和其它公司合作?
SN:L3級及以上自動駕駛需要傳感器融合,需要雷達(dá)數(shù)據(jù)和視覺數(shù)據(jù)的融合。我們正在和第三方生態(tài)系統(tǒng)合作,利用這類融合解決方案幫助我們的客戶更快地啟動開發(fā)。
CT:這款終端解決方案的目標(biāo)售價區(qū)間?
SN:根據(jù)不同毫米波雷達(dá)器件的選擇,1000件的售價范圍為19.99~98.60美元。
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原文標(biāo)題:德州儀器RF CMOS雷達(dá)技術(shù)助推ADAS,應(yīng)用前景廣闊
文章出處:【微信號:MEMSensor,微信公眾號:MEMS】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
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