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TI提供广泛的产品组合来应对智能汽车市场的发展

关键词:智能汽车市场 混合动力和电动汽车高级驾驶辅助系统 车身电子元件和照明

时间:2017-10-31 12:56:25       来源:中电网

有研究机构预测,到2020年我国智能汽车市场规模将接近600亿元。从产量上来看,仅2016年全球汽车总产量约为9310万辆,未来将突破1亿辆。在如此庞大的新兴市场中,产业链上下游及互联网企业纷纷加大在智能汽车领域的布局。Strategy Analytics 统计,2017年每辆汽车的半导体价值约为324美元,且未来的趋势会逐年上升。由此可见,随着新兴汽车市场的出现,对于半导体元件的需求也快速增长,只有先进的半导体技术,才可满足消费者对汽车更安全、更智能和更高效的要求。

德洲仪器(TI)凭借35年的汽车行业经验、从最初为被动安全市场开发设备,到现在所拥有的100多种经过全面测试的汽车应用参考设计,包括模拟和电源管理集成电路(ICs)、嵌入式处理器和DLP显示技术,以及2000多个汽车半导体元件。如此广泛的产品组合和成熟且不断创新的技术,被业界称之为汽车市场中的沃尔玛。这也让TI在应对未来越来越复杂的设计挑战时,具有独特而有价值的深刻洞悉。这些年TI加大了对汽车产品的投入,22%的研发投入用于汽车的嵌入式、模拟和显示技术,仅2016年推出的汽车新品就为2014年的2倍,当年有18%的收入来自于汽车领域。由此可以见得,TI在汽车系统的战略,对汽车制造商和一级供应商的意义所在。

为推动汽车系统发展与创新,TI近期在北京举办了媒体见面会,TI全球汽车系统业务总监Heinz-Peter Beckemeyer表示:“TI致力于加快汽车系统的未来发展,我们可以通过专注于可靠性、提高效率的资源和基于我们在汽车行业35年的专业技术来实现这一点。”


图1:左:TI 中国区汽车事业部总经理 沈源
     右:TI 全球汽车系统业务总监 Heinz-Peter Beckemeyer

会上Heinz-Peter重点分享了TI在汽车行业中的四大细分市场的系统创新,其中包括:高级驾驶辅助系统、车身电子元件和照明、信息娱乐系统和仪表组、混合动力和电动汽车部分。

Heinz-Peter先表示,TI几乎可以为汽车设计中的每个插座提供支持,其产品可以提高效率,降低功耗或降低系统尺寸,开发人员需要更广泛的基于系统的方案。这就是TI在汽车市场重点努力的地方。


图2:采用TI互补的模拟、 嵌入式处理和无线连接技术构建的综合参考设计可帮助汽车开发商更快地开始开发设计

高级驾驶辅助系统-让您的驾驶更智能、更安全

人工智能、物联网、高性能计算等信息技术深度融合将促使下一代汽车自动驾驶领域的快速发展。更智能、更安全的驾驶体验需要汽车对环境有着极高的感测和判断能力,以及更智能的处理和控制技术,这些对于高级驾驶辅助系统(ADAS)的技术要求越来越高,因此为开发人员也带来了前所未有的技术挑战。

提到自动驾驶功能一定离不开自适应巡航控制系统、自动刹车系统、车辆周围的摄像机传感器系统以及车道保持系统等,TI的ADAS解决方案不仅包括传感器融合,还包括基于摄像头(前置摄像头、后视和全景系统、后视镜替代和驾驶员监控)以及基于雷达(盲点警告和避免碰撞)的技术。SafeTITM设计包为汽车系统提供安全功能,其中包括安全相关半导体元件、互补的嵌入式处理和模拟元件如传感器、电动机驱动器、MCU和电源产品,安全相关文件、工具和软件、质量制造流程、以及安全开发流程。有了这套SafeTI™设计包,能有效帮助汽车开发商加快上市时间。

轻松连接多个摄像头到ADAS设计

那TI究竟是如何在ADAS系统里把嵌入式处理器和模拟产品融合在一起的呢?大家都知道在ADAS的参考设计中处理几个同时具有百万像素级别的摄像头有很大的挑战,尤其是对实时性和数据处理、带宽以及传输方面,TI具有MIPI CSI-2输出的四摄像头集线器汽车ADAS参考设计,使得开发人员能够连接4个130万像素的摄像头创建集线器设计。每个摄像头使用FPD-LinkTMIII连接到四端口解串器。该设计也允许连接其他类型的传感器 ,用于传感器融合用途,如下图所示:


图3:具有MIPI CSI-2输出的四摄像头集线器汽车 ADAS参考设计

在ADAS系统中复制数据,减少接线

另外一个参考设计可使多达四个130万像素摄像头连接到ADAS SoC评估模块,通过将四个摄像头输入组合为两个并行视频端口来简化系统。每个摄像头通过一根同轴电缆连接到集线器,板上有两个ISP处理和导出视频,见下图:


图4:具有集成ISP和DVP输出的四摄像头集线器汽车ADAS 参考设计

TI的ADAS解决方案和全面技术可以有效的帮助汽车开发商去创建系统,让汽车更智能的去规避风险、提供更多支持。

车身电子元件和照明-让您的驾驶更舒适、更轻松

更智能的汽车一定离不开更智能更广泛的车身电子元件系统,包括交互式人机界面 (HMI)、手势和语音控制,自动变光镜和天窗的光学感应,以及背光LED 按钮和旋钮。对车身设计来说,最大的挑战是怎样能够更加快速的、更加方便的做好设计,去快速应对变化和市场需求。针对不同车型和不同的市场需求,TI拥有非常丰富的产品系列可以让客户快速升级迭代,TI的车身电子元件构建模块使汽车开发人员能够在现有系统上进行改进或设计,并非为了升级改造而进行大修,具有轻松的扩展功能,提高系统灵活性。

降低生身电子系统的空间、功耗和重量

下面一个例子,计人员在为车身电子系统添加更多智能功能的同时减少接线,有效降低车身电子系统的空间、功耗和重量。在这个方案里具有两个全新的MSDI设备,可以减少98%的系统功耗。与现有的解决方案不同, 该参考设计可以本机监控多达54个信号的各种信号类型,使MCU不必有过多引脚,并可保持活动以检测信号活动。


图5:用于车身控制模块的多路开关检测接口

简化LED大灯和后灯系统

下面提到的是车身电子的另外一个部分“汽车照明系统”,同在路上行驶有些车灯如烛光,有些灯可照亮百米开外,目前市面上汽车大灯的光源从最开始的卤素、疝气大灯到现在的LED照明,设计变的越来越复杂,开发人员必须具备创新意识,积极发挥创造力,才能克服以上带来的挑战。TI凭借其在汽车市场30多年的经验,为工程师提供容易、简化、更具可靠性的设计方案,可使工程师能够快速轻松地为单个LED灯或多个LED灯串设计大灯和后灯子系统,TI的智能汽车照明技术可以提高可靠性,防止过热,延长大灯和后灯LED系统的使用寿命。

下面一个例子为TI 的汽车照明精密PWM调光LED驱动器参考设计,该参考设计帮助开发人员创建具有成本竞争力的解决方案,使用脉宽调制(PWM)来减少外部汽车照明系统,无需微控制器,但精度优于2%占空比。该设计的输入级经EMI/EMC滤波, 可直接由车载电池供电。与传统的白炽灯泡相比,该技术可实现更大设计灵活性,更长的使用寿命以及更少能量产生相同强度的光的能力。


图6:汽车照明精密PWM调光LED驱动器参考设计

信息娱乐系统和仪表组-让您的驾驶更乐趣

随着用户对多媒体娱乐要求的逐步提高和汽车电子软硬件技术的发展,下一代信息娱乐和仪表组系统正在通过集成娱乐、多媒体、信息提供、人机交互、联网体验等多种新型方式为消费者带来更有趣充满信息化的体验。

信息娱乐系统面临的最大挑战是要在整个车辆上传输大量数据,而在更长范围内安全传输数据,不仅需要能够驱动集成功能的高性能处理器,还需要能够实现长距离安全性的高级功能连接。

预测音响主机将转换为USB Type-C

TI的具有充电和增强数据路径性能的汽车被动媒体集线器参考设计是一种USB Type-C参考设计,具有CISPR-255类测试IC的参考设计是独一无二的1x2英寸解决方案,可帮助开发人员加快其媒体端口系统设计,通过15 W USB Type-CTM端口支持USB 2.0。该参考设计提供了一种灵活、被动的解决方案,能够与音响主机进行角色交换,使其能够对USB Type-C和传统设备充电。


图7:具有充电和增强数据路径性能的汽车被动媒体集线器参考设计

通过AB类尺寸外形实现高品质音频

另一个方案是TIDA-00743 参考设计,该参考设计是一个小型模块,用于评估经典 AB 类音频功率放大器模块专用系统中的数字输入 D 类音频放大器。它可以很完美地替代现有的A/B 类功放,并实现更轻、更节能、更高效的设计。该设计展示了D类放大器提供的功耗降低,2.1 MHz工作频率可实现紧凑型功率放大器解决方案。


图8:汽车用2 MHz,D类,4通道, 21W音频放大器参考设计

混合动力和电动汽车-让您的驾驶更环保

在能源和环境危机的双重压力之下,汽车行业渐渐从传统地燃油慢慢向新能源汽车转型,混合动和和电动汽车已成为当下最具有发展前景的新能源汽车,而电动机控制、电源管理和传感技术的革新,使得从汽车到电网的电气系统更为精确和高效。传统的动力传动组件需要更多的创新来减轻重量,提高效率,并通过较少的电线、接线和机械组件来管理电源。TI在工业和汽车设计方面的系统专业技术为混合动力和电动汽车提供了可扩展的解决方案,并开发了更加智能的车载充电器和充电站,实现更快的充电体验。

提高混合动力/电动汽车系统中电流感测的精度

TI的解决方案可以提高电源转换以及减小传统的机械零部件,从而更加有效地去降低汽车的重量、及实现更高效的能耗比。所以,随着电动汽车续航里程对快速充电的要求越来越高,汽车的电源会显著提升,从今天大家看到的400V、800V甚至有更高电压、更大电流的,TI的设计让瞬间冲击可以耐受到500安培,从而让大家更加有效保护汽车,同时达到有效充电的过程。汽车并联±500A精密电流感测参考设计可实现在宽温度范围(-40°C至+ 125°C)内 的<0.2%FSR的精度。


图9:汽车并联±500A精密 电流感测参考设计

减化混合动力汽车对更高电压的转换

随着更先进的功能和技术被添加到车辆中,对电力的需求也日益增高,未来汽车里会逐步考虑增加48V系统。用于12 V/48 V汽车系统的双向直流-直流转换器参考设计是用于12V/48V汽车系统的四相双向直流-直流转换器开发平台,例如用于轻型混合动力汽车(HEV)中。该系统使用两个电流控制器和一个MCU进行功率级控制。


图10:用于12 V/48 V汽车系统的双向直流-直流 转换器参考设计

毫无疑问,作为在汽车可靠性、效率和专业技术方面值得信赖的领导者,TI能有效地帮助开发人员加快迈向汽车系统的未来!

 

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