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汽车电子化进程中的重要系统——自动驾驶

2019-04-23来源: 村田中文技术社区作者: 村田制作所关键字:汽车  自动驾驶

近年来,汽车一直作为中国国内发展迅猛的一块市场,为我国的GDP的增长作出了巨大贡献。


随着汽车的不断“电子化”与“系统化”,汽车也不再是一个单纯的机械,而是成为了多种电子系统和各个机械部件结合的产物。电子系统影响机械部件,机械部件的运动又将信号反传给电子系统进行处理……在这一系列的循环往复中,需要我们”驾驶人员“来做的事情就会越来越少,我们的双手与双脚逐渐被解放。


而这,就是这两年逐渐兴起的新兴汽车电子系统——ADAS系统。



ADAS(Advanced Driving Assistant System),也叫自动驾驶系统、高级驾驶系统。该系统利用安装在车上的各式各样传感器,在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境,收集数据,进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪,并结合导航仪地图数据,进行系统的运算与分析,从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险,有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。


根据NHTSA(美国高速公路管理局)的定义,我们将自动驾驶分为Level0-Level4一共5个阶段, Level0-Level2 属于ADAS的普及推广阶段, Level3-Level4的实现则需要ADAS结合车联网、云计算技术实现。目前已实现Level1、 Level2 的商业化。在不久的将来,也会迎来Level3以上的商业化。



在整个ADAS系统中,主要的关键技术有:传感器技术(摄像头、雷达),芯片与算法。


其中,摄像头核心部件CMOS感光芯片主要掌握在以索尼、三星为代表的日韩企业中。


雷达分为超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达。超声波雷达技术门槛较低,供应商较多;激光雷达成本高昂,未商业化;毫米波雷达成本在两者之间,技术门槛较高,主要掌握在ZF TRW、博世、大陆等行业领先公司手中。


而芯片、算法在ADAS系统中至关重要,行业集中度高,主要有Mobileye、 ADI等公司。


而我们日常生活中接触的“前视摄像头”、“360度环视摄像头”之类的系统,实际功能上已经接近于我们的ADAS用摄像头了。


而说到摄像头,作为一个遍布于车身四周的小玩意儿,又需要供电又需要向车载主机传送数据,线束电缆弯弯绕绕设计起来特别麻烦。如何才能降低这部分设计成本呢?

(图片来源于网络)


SerDes芯片应运而生了。


SERDES是英文SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称。它是一种主流的时分多路复用(TDM)、点对点(P2P)的串行通信技术。即在发送端多路低速并行信号被转换成高速串行信号,经过传输媒体(光缆或铜线),最后在接收端高速串行信号重新转换成低速并行信号。这种点对点的串行通信技术充分利用传输媒体的信道容量,减少所需的传输信道和器件引脚数目,提升信号的传输速度,从而大大降低通信成本。


SerDes可以大大节省线束成本,但是电源线无法省略,一辆车4个摄像头,就需要至少8根线来连接,设计起来也挺麻烦的。


于是,PoC电路就应运而生了。


PoC (Power over Coax) 即同轴线传输电力,将电源部分的直流电耦合到传输信号用的同轴线上,到了接收端再通过一个biasT电路将信号与电源分开,就可以省下好多电源线。


如上图,电源线通过PoC filter耦合到中间的绿色同轴线上,再到了摄像头那一端之后被重新分割到DCDC中。


目前SerDes的设计厂商主要有TI、MAXIM、Ambarella等。各家的信号频率和能接受的损耗不同,因此每家的PoC电路都有一定差异。


但是PoC电路,最重要的还是要看它的对数据信号的隔离效果。而这个隔离效果就需要通过实测或者仿真得出。



上图是MAXIM的96705芯片的参考设计建议的PoC部分隔离度仿真模型。可见,对于1MHz-1GHz的信号,参考设计中的PoC电路对其产生了约大于500ohm的阻抗。


这个阻抗到底够不够这个见仁见智,但是PoC的电路最重要的就是“拒绝信号流入”,因此这个方案毫无疑问从原理上说是没有问题的。



主要起到隔离作用的,就是上图所示的3个电感L1-L3。


村田,作为业内的专业电感提供商,也有专门为上述PoC电路设计的电路方案,可以支持各家厂商的SerDes芯片,包括且不仅有:

● TI FPDLINKIII(913、933、953)

● MAXIM GSML1,GSML2(96705、9275、9295)

● Amba B6


村田还可提供客制化仿真服务,能够直观看到您选定的方案的阻抗效果。


综上所述,自动驾驶系统是近几年汽车电子化进程中的重要系统,同时需要配合车联网,5G通信等新技术,将成为汽车市场中大家关注的热点,村田也希望通过提供差别化的产品和技术服务来满足客户的需求。


关键字:汽车  自动驾驶

编辑:baixue 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/ic459438.html
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