TI提供廣泛的產品組合來應對智能汽車市場的發展
2017-10-31 16:39:16 未知有研究機構預測，到2020年我國智能汽車市場規模將接近600億元。從產量上來看，僅2016年全球汽車總產量約為9310萬輛，未來將突破1億輛。在如此龐大的新興市場中，產業鏈上下游及互聯網企業紛紛加大在智能汽車領域的布局。Strategy Analytics 統計，2017年每輛汽車的半導體價值約為324美元，且未來的趨勢會逐年上升。由此可見，隨著新興汽車市場的出現，對于半導體元件的需求也快速增長，只有先進的半導體技術，才可滿足消費者對汽車更安全、更智能和更高效的要求。
德洲儀器（TI）憑借35年的汽車行業經驗、從最初為被動安全市場開發設備，到現在所擁有的100多種經過全面測試的汽車應用參考設計，包括模擬和電源管理集成電路（ICs）、嵌入式處理器和DLP顯示技術，以及2000多個汽車半導體元件。如此廣泛的產品組合和成熟且不斷創新的技術，被業界稱之為汽車市場中的沃爾瑪。這也讓TI在應對未來越來越復雜的設計挑戰時，具有獨特而有價值的深刻洞悉。這些年TI加大了對汽車產品的投入，22％的研發投入用于汽車的嵌入式、模擬和顯示技術，僅2016年推出的汽車新品就為2014年的2倍，當年有18％的收入來自于汽車領域。由此可以見得，TI在汽車系統的戰略，對汽車制造商和一級供應商的意義所在。
為推動汽車系統發展與創新，TI近期在北京舉辦了媒體見面會，TI全球汽車系統業務總監Heinz-Peter Beckemeyer表示：“TI致力于加快汽車系統的未來發展，我們可以通過專注于可靠性、提高效率的資源和基于我們在汽車行業35年的專業技術來實現這一點?！?/font>
圖1：左：TI 中國區汽車事業部總經理 沈源
右：TI 全球汽車系統業務總監 Heinz-Peter Beckemeyer
會上Heinz-Peter重點分享了TI在汽車行業中的四大細分市場的系統創新，其中包括：高級駕駛輔助系統、車身電子元件和照明、信息娛樂系統和儀表組、混合動力和電動汽車部分。
Heinz-Peter先表示，TI幾乎可以為汽車設計中的每個插座提供支持，其產品可以提高效率，降低功耗或降低系統尺寸，開發人員需要更廣泛的基于系統的方案。這就是TI在汽車市場重點努力的地方。
圖2：采用TI互補的模擬、 嵌入式處理和無線連接技術構建的綜合參考設計可幫助汽車開發商更快地開始開發設計
高級駕駛輔助系統－讓您的駕駛更智能、更安全
人工智能、物聯網、高性能計算等信息技術深度融合將促使下一代汽車自動駕駛領域的快速發展。更智能、更安全的駕駛體驗需要汽車對環境有著極高的感測和判斷能力，以及更智能的處理和控制技術,這些對于高級駕駛輔助系統（ADAS）的技術要求越來越高，因此為開發人員也帶來了前所未有的技術挑戰。
提到自動駕駛功能一定離不開自適應巡航控制系統、自動剎車系統、車輛周圍的攝像機傳感器系統以及車道保持系統等，TI的ADAS解決方案不僅包括傳感器融合,還包括基于攝像頭(前置攝像頭、后視和全景系統、后視鏡替代和駕駛員監控)以及基于雷達(盲點警告和避免碰撞)的技術。SafeTITM設計包為汽車系統提供安全功能，其中包括安全相關半導體元件、互補的嵌入式處理和模擬元件如傳感器、電動機驅動器、MCU和電源產品，安全相關文件、工具和軟件、質量制造流程、以及安全開發流程。有了這套SafeTI™設計包，能有效幫助汽車開發商加快上市時間。
輕松連接多個攝像頭到ADAS設計
那TI究竟是如何在ADAS系統里把嵌入式處理器和模擬產品融合在一起的呢？大家都知道在ADAS的參考設計中處理幾個同時具有百萬像素級別的攝像頭有很大的挑戰，尤其是對實時性和數據處理、帶寬以及傳輸方面，TI具有MIPI CSI-2輸出的四攝像頭集線器汽車ADAS參考設計，使得開發人員能夠連接4個130萬像素的攝像頭創建集線器設計。每個攝像頭使用FPD-LinkTMIII連接到四端口解串器。該設計也允許連接其他類型的傳感器 ,用于傳感器融合用途,如下圖所示：
圖3：具有MIPI CSI-2輸出的四攝像頭集線器汽車 ADAS參考設計
在ADAS系統中復制數據，減少接線
另外一個參考設計可使多達四個130萬像素攝像頭連接到ADAS SoC評估模塊,通過將四個攝像頭輸入組合為兩個并行視頻端口來簡化系統。每個攝像頭通過一根同軸電纜連接到集線器,板上有兩個ISP處理和導出視頻，見下圖：
圖4：具有集成ISP和DVP輸出的四攝像頭集線器汽車ADAS 參考設計
TI的ADAS解決方案和全面技術可以有效的幫助汽車開發商去創建系統，讓汽車更智能的去規避風險、提供更多支持。
車身電子元件和照明－讓您的駕駛更舒適、更輕松
更智能的汽車一定離不開更智能更廣泛的車身電子元件系統,包括交互式人機界面 (HMI)、手勢和語音控制,自動變光鏡和天窗的光學感應,以及背光LED 按鈕和旋鈕。對車身設計來說，最大的挑戰是怎樣能夠更加快速的、更加方便的做好設計，去快速應對變化和市場需求。針對不同車型和不同的市場需求，TI擁有非常豐富的產品系列可以讓客戶快速升級迭代，TI的車身電子元件構建模塊使汽車開發人員能夠在現有系統上進行改進或設計,并非為了升級改造而進行大修，具有輕松的擴展功能,提高系統靈活性。
降低生身電子系統的空間、功耗和重量
下面一個例子，計人員在為車身電子系統添加更多智能功能的同時減少接線，有效降低車身電子系統的空間、功耗和重量。在這個方案里具有兩個全新的MSDI設備,可以減少98%的系統功耗。與現有的解決方案不同, 該參考設計可以本機監控多達54個信號的各種信號類型,使MCU不必有過多引腳,并可保持活動以檢測信號活動。
圖5：用于車身控制模塊的多路開關檢測接口
簡化LED大燈和后燈系統
下面提到的是車身電子的另外一個部分“汽車照明系統”，同在路上行駛有些車燈如燭光，有些燈可照亮百米開外，目前市面上汽車大燈的光源從最開始的鹵素、疝氣大燈到現在的LED照明，設計變的越來越復雜，開發人員必須具備創新意識,積極發揮創造力，才能克服以上帶來的挑戰。TI憑借其在汽車市場30多年的經驗，為工程師提供容易、簡化、更具可靠性的設計方案，可使工程師能夠快速輕松地為單個LED燈或多個LED燈串設計大燈和后燈子系統，TI的智能汽車照明技術可以提高可靠性,防止過熱,延長大燈和后燈LED系統的使用壽命。
下面一個例子為TI 的汽車照明精密PWM調光LED驅動器參考設計，該參考設計幫助開發人員創建具有成本競爭力的解決方案,使用脈寬調制(PWM)來減少外部汽車照明系統,無需微控制器,但精度優于2%占空比。該設計的輸入級經EMI/EMC濾波, 可直接由車載電池供電。與傳統的白熾燈泡相比,該技術可實現更大設計靈活性,更長的使用壽命以及更少能量產生相同強度的光的能力。
圖6：汽車照明精密PWM調光LED驅動器參考設計
信息娛樂系統和儀表組－讓您的駕駛更樂趣
隨著用戶對多媒體娛樂要求的逐步提高和汽車電子軟硬件技術的發展，下一代信息娛樂和儀表組系統正在通過集成娛樂、多媒體、信息提供、人機交互、聯網體驗等多種新型方式為消費者帶來更有趣充滿信息化的體驗。
信息娛樂系統面臨的最大挑戰是要在整個車輛上傳輸大量數據，而在更長范圍內安全傳輸數據，不僅需要能夠驅動集成功能的高性能處理器，還需要能夠實現長距離安全性的高級功能連接。
預測音響主機將轉換為USB Type-C
TI的具有充電和增強數據路徑性能的汽車被動媒體集線器參考設計是一種USB Type-C參考設計，具有CISPR-255類測試IC的參考設計是獨一無二的1x2英寸解決方案,可幫助開發人員加快其媒體端口系統設計,通過15 W USB Type-CTM端口支持USB 2.0。該參考設計提供了一種靈活、被動的解決方案,能夠與音響主機進行角色交換,使其能夠對USB Type-C和傳統設備充電。
圖7：具有充電和增強數據路徑性能的汽車被動媒體集線器參考設計
通過ＡＢ類尺寸外形實現高品質音頻
另一個方案是TIDA-00743 參考設計，該參考設計是一個小型模塊,用于評估經典 AB 類音頻功率放大器模塊專用系統中的數字輸入 D 類音頻放大器。它可以很完美地替代現有的A/B 類功放，并實現更輕、更節能、更高效的設計。該設計展示了D類放大器提供的功耗降低,2.1 MHz工作頻率可實現緊湊型功率放大器解決方案。
圖8：汽車用2 MHz,D類,4通道, 21W音頻放大器參考設計
混合動力和電動汽車－讓您的駕駛更環保
在能源和環境危機的雙重壓力之下，汽車行業漸漸從傳統地燃油慢慢向新能源汽車轉型，混合動和和電動汽車已成為當下最具有發展前景的新能源汽車，而電動機控制、電源管理和傳感技術的革新,使得從汽車到電網的電氣系統更為精確和高效。傳統的動力傳動組件需要更多的創新來減輕重量,提高效率,并通過較少的電線、接線和機械組件來管理電源。TI在工業和汽車設計方面的系統專業技術為混合動力和電動汽車提供了可擴展的解決方案,并開發了更加智能的車載充電器和充電站,實現更快的充電體驗。
提高混合動力／電動汽車系統中電流感測的精度
TI的解決方案可以提高電源轉換以及減小傳統的機械零部件，從而更加有效地去降低汽車的重量、及實現更高效的能耗比。所以，隨著電動汽車續航里程對快速充電的要求越來越高，汽車的電源會顯著提升，從今天大家看到的400V、800V甚至有更高電壓、更大電流的，TI的設計讓瞬間沖擊可以耐受到500安培，從而讓大家更加有效保護汽車，同時達到有效充電的過程。汽車并聯±500A精密電流感測參考設計可實現在寬溫度范圍（-40°C至+ 125°C）內 的<0.2％FSR的精度。
圖9：汽車并聯±500A精密 電流感測參考設計
減化混合動力汽車對更高電壓的轉換
隨著更先進的功能和技術被添加到車輛中，對電力的需求也日益增高，未來汽車里會逐步考慮增加48V系統。用于12 V/48 V汽車系統的雙向直流-直流轉換器參考設計是用于12V/48V汽車系統的四相雙向直流-直流轉換器開發平臺，例如用于輕型混合動力汽車（HEV）中。該系統使用兩個電流控制器和一個MCU進行功率級控制。
圖10：用于12 V/48 V汽車系統的雙向直流-直流 轉換器參考設計
