模擬芯片巨頭德州儀器亮相進博會！展示汽車電子、機器人等最新科技
2023-11-12 10:47:30 EETOP 作者：ssywtt在新能源汽車、智能網聯汽車和機器人技術的推動下，汽車電子及機器人領域正在快速發展。根據市場研究機構的數據，中國汽車電子及機器人領域的市場規模正在不斷擴大。預計未來幾年，隨著新能源汽車和智能網聯汽車的普及，市場規模還將繼續快速增長。雖然中國汽車電子及機器人領域的市場競爭激烈，但同時也存在著不少機遇。德州儀器通過提供高品質的產品和服務，以及不斷創新，進一步擴大在中國的市場份額。
同時隨著人工智能、物聯網、云計算等技術的不斷應用，汽車電子及機器人領域的技術創新將會更加活躍。這也將為德州儀器帶來更多的商業機會和挑戰。
產業環境上，我國也一直在鼓勵新能源汽車、智能網聯汽車和機器人技術的發展，
汽車電子及機器人領域在中國未來的市場前景非常廣闊，市場規模也將繼續擴大。然而，德州儀器將不斷加強技術研發和創新，提高產品和服務質量，以適應市場的變化和挑戰。
在本次的上海進博會上，小編就帶領大家一起了解一下德州儀器所帶來的關于汽車電子及機器人領域的精彩分享。
汽車電子篇
德州儀器中國區汽車電子Tier1事業部總經理沈穎潔女士為我們帶來了德州儀器在汽車領域布局方面的分享。
德州儀器在汽車領域擁有數十年的經驗，并憑借模擬和嵌入式創新技術，助力實現更安全、更智能的汽車系統。目前，德州儀器擁有超過7,000種車規級產品，并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，及時回應市場趨勢和需求，幫助打造更加安全、高效且互聯的駕駛體驗。
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以及信息娛樂系統。
動力系統
首先聚焦電動汽車的“心臟”，也就是電動汽車的動力系統部分。在全球大力推動汽車電氣化發展的趨勢下，半導體技術對于優化汽車性能、加快開發速度以及提供性價比更高的電動汽車起著關鍵作用。德州儀器具備高壓電源、工業和汽車設計方面的專業知識，能夠滿足客戶跨系統設計的需求，并設計出更安全、續航里程更長的電動汽車動力系統。
安全可控
在提高安全性方面，德州儀器具備出色的高性能器件，能夠承受高壓瞬態和熱插拔事件，從而提高系統可靠性并保持電磁兼容性。此外，大家知道功能安全在動力系統中也至關重要，因此德州儀器在功能安全方面提供完整的文檔和設計資源，幫助工程師更快地完成安全認證和簡化安全認證流程。
高級輔助駕駛ADAS
接下來是高級駕駛輔助系統（ADAS）部分。ADAS的目標是減少人為錯誤，實現更智能化、自動化和安全的駕駛體驗。隨著汽車安全系統的不斷發展，德州儀器為市場和客戶提供了一系列的解決方案。
在駕駛輔助系統中，安全性是至關重要的部分。因此，德州儀器為功能安全工程師提供完整的文檔和資料，幫助他們更快地完成功能安全認證并滿足車規認證的需求，從而簡化整個認證流程。
車身電子裝置和照明系統
然后是德州儀器關于車身電子裝置和照明系統的創新。車輛的車身電子裝置和照明系統為駕駛員、乘客以及車外的人提供了舒適度和便利性。從區域和車身域控制器、加熱和制冷系統到汽車照明和汽車車身電機以及后視鏡，德州儀器都可以提供專業技術，滿足不斷變化的設計需求。
同時，我們的創新技術不僅讓駕駛員可以體驗更互聯的娛樂系統，在進行互聯的設計之外，我們也保持了對道路安全的關注，為車外的行人和道路安全部分做了一些設計和應用案例。在進行汽車照明設計時，大家可以看到現在路上跑動的車輛的大燈、頭燈和尾燈的設計都變得非常酷炫。德州儀器可以為汽車的照明系統提供更智能、更低功耗并且更高效率的解決方案，從而提高產品的可靠性、工作效率并防止產品過熱，從而延長整個照明系統的壽命。
信息娛樂系統
信息娛樂系統是在大家駕駛汽車或者乘坐汽車時會用到的，與駕駛體驗息息相關。德州儀器通過汽車互聯以及信息娛樂系統，包括數字駕駛艙、抬頭顯示和高端音響領域的創新產品和解決方案，提供與消費類電子產品相媲美的聲音和顯示質量，打造出色的車載體驗。包括顯示的畫質、音響的音質，這些都給駕駛員和乘客提供了很好的駕駛體驗。在信息娛樂系統中，安全也非常重要。德州儀器能夠提供一系列文檔，幫助客戶的設計能夠簡化汽車功能安全認證的過程，也可以更快地滿足國際標準化組織 (ISO) 26262 要求，并達到汽車安全完整性等級 ASIL D。
德州儀器在電源管理方面的優異表現
下一代電動汽車已經成為日常生活中的一部分，德州儀器將重點放在電池管理系統的優化和升級上。BQ79718-Q1電芯監測器和BQ79731-Q1電池包監測器能夠可靠、精確地測量電池電壓、電流和溫度，進而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。這些監測器搭配德州儀器的MCU（AM263P系列處理器產品）可支持AI的分析軟件，以實現充電狀態和健康狀態的預測性分析，提高整個電池監控的準確度，影響電池的使用壽命和續航里程。
除了電池管理系統解決方案之外，德州儀器還展示了牽引逆變器解決方案。車載充電器、直流/直流的變換器等完整的解決方案也是整個電動汽車動力系統中保證安全性、續航里程和提高充電速度的關鍵部分。
在如何將每輛汽車的安全性和自主性提升到更高水平方面，德州儀器的產品和技術亮點主要體現在感應、通信和處理三個方面。感應包括毫米波雷達方案、激光雷達方案、攝像頭方案等；通信方面，隨著車輛對于外部的瞬時識別和瞬時響應要求的提高，需要不斷提高通信的傳輸速率和數據吞吐量，德州儀器提供了FPD-Link?加串解串產品以滿足自動駕駛系統對于數據吞吐量不斷提高的需求；處理方面，德州儀器在汽車處理器產品上已經積累了超過25年的經驗，并推出了多款處理器產品，如基于Jacinto?架構的TDA4x處理器等。
此外，德州儀器也提供了一系列完整的參考設計，包括混合動力、電動和動力總成系統的高級駕駛輔助系統、車身電子裝置和照明以及信息娛樂系統等。這些參考設計可以幫助客戶更快地開發出符合其需求的解決方案。
未來車輛架構發展趨勢：
盡管ADAS功能已具備，車輛架構仍對整個系統產生影響。目前，車輛架構不斷更新，從分布式處理器架構到域控概念演進。在汽車電氣化、智能化和網聯化的發展趨勢下，車輛架構得到不斷更新。在此過程中，芯片創新及其技術至關重要。未來車輛架構中，將有幾個重要的技術應用領域，首先是傳感器和高速通信接口，為未來汽車架構提供重要支持。
與軟件定義的車輛建立連接：
近年來，“軟件定義汽車”成為高頻詞匯，消費者期待車輛融入數字生活。未來的全新連接，包括自動化和個性化需求，將更多地通過軟件實現。半導體技術和創新服務于軟件定義，分為區域架構和衛星架構變革、配電架構系統變革。德州儀器能夠提供從連接接口到電源管理的創新技術和產品，包括整套解決方案，實現實踐域控和衛星架構。同時，電子保險絲融入域控中，處理和數據通信能力要求提高。
未來德州儀器將打造更加安全的下一代汽車。借助感知、通信和處理技術提升智能安全性能；通過更智能的電池管理系統推動電氣化發展；利用傳感器、處理器、FPD-Link和以太網設計面向未來的車輛架構；借助軟件定義的車輛與傳感器、配電、處理和數據通信建立連接。德州儀器作為全球性的半導體創新技術制造企業，深知半導體技術在未來汽車發展中承擔重要責任，將繼續借助最新的半導體創新技術和產品，助力打造更智能、更安全的車輛。
機器人篇
德州儀器中國區技術支持總監師英在本次進博會上也為我們分享了機器人發展、趨勢、技術，及其德州儀器對目前廣泛機器人領域各環節的全方位支持。
電機控制：包括使用德州儀器的C2000和Sitara MCU單片機、門極驅動器和氮化鎵功率器件等來完成精準、高效、功率密度持續提升的電機的控制方案。
從計算的角度來看，早期的裝配機器人主要依靠預設的固定程序來精準重復執行一系列動作，而并未涉足AI和深度學習技術。然而，現代機器人正逐漸融入人工智能，為了滿足這一需求，我們需要一個強大的處理器，該處理器需具備深度學習或AI功能，以識別并感知環境中的各種參數，如障礙物、圖像形狀、顏色等信號進行分析和運算。
雖然AI最初是在云計算中得以應用，通過將現場數據傳輸至云端，借助服務器的大量計算能力來執行AI運算，但在工業領域中，這種方式的延遲可能無法滿足大部分工業應用的需求。因此，我們提倡邊緣計算，相對于云計算，邊緣計算是指將AI運算任務放在設備本地進行。
以機械臂為例，我們可以在機械臂上安裝攝像頭，以對操作對象以及周圍環境、障礙物、人員存在和行為做出判斷。由于這種計算是在設備本地完成的，我們將其稱為邊緣計算。隨著對機器人人工智能的要求不斷提高，我們需要更強大的計算能力。德州儀器在TDA4系列處理器中提供了從1個tops到2個tops，直至單片32tops的邊緣計算AI處理器。
人工智能（AI）：早期機器人通過輸入固定程序完成動作，現代機器人越來越多地使用AI，需要強大的處理器和深度學習功能來識別和感知環境中的各種參數。
邊緣計算：在設備端本地完成AI運算，以減少數據傳輸的延遲。
傳感器：用于感知現場的障礙、人、機器人、焊槍等對象的行為和運動，包括攝像頭、毫米波雷達等。
作為AI的一部分，這些感知信息構成了它思考的大腦。而大腦所需要思考的素材主要來源于傳感器。最常見的傳感器是攝像機，德州儀器應用方案中有一個DMS的展品。DMS是用來監控汽車司機的，如果司機在攝像頭前閉上眼睛一段時間，系統會認為司機在打瞌睡。這就是使用攝像頭進行物體檢測的一種方式。
另一種常見的傳感器是毫米波雷達。在早期的技術中，這種雷達使用的是其他較低的頻段。但現在，在工業和汽車領域，大多數毫米波雷達都工作在60GHz或77GHz的頻段。這種雷達可以準確地感知非常微小的運動。使用毫米波雷達，我們可以很好地檢測物體的存在和微小運動，甚至能捕捉到我們呼吸時身體的變化。德州儀器可以提供非常成熟且性價比高的毫米波雷達傳感器。此外，德州儀器還有超聲波、溫度、電流等各種各樣的物理量傳感器。
對傳感器的要求是不斷提高其感知精度，并對微小信號的變化具有高度敏感性。同時，和其他半導體器件一樣，我們也追求不斷提高能量效率，即降低功耗。
通信：機器人系統各子系統或部件之間需要高速、準確、實時的通信，以確保信號的完整性和實時性，并確保通信過程中的信息安全。
各類領域機器人的應用
談及各領域中的機器人應用，工廠自動化和效率提升是重要趨勢。在工廠中，各種類型的機器人被廣泛應用，如自動化機械臂、重復性勞動機器人、協同機器人和運輸機器人。這些機器人正變得更為靈活、智能和安全，它們助力工廠自動化效率提升，降低生產成本，提高生產效率。
在進博會的展臺上，德州儀器展示了一款工業機器人。這款機器人是客戶Techman生產和制造的，其采用了德州儀器的技術和芯片。
這款機器人裝載了德州儀器的IWR6843毫米波雷達傳感器。該傳感器工作在60GHz到64GHz頻段，采用單芯片智能毫米波傳感器技術。它具有多天線結構、四發三收的特點，并集成了毫米波雷達的數字處理濾波和點云計算功能。
此外，該毫米波雷達獲得了IEC 61508 SIL-2認證，這是工業領域中最通用的國際電工協會規定的工業功能安全標準。德州儀器還為IWR6843的開發提供了豐富的開發工具、開發板和易于開發的文檔。
這款工業機器人的核心處理器采用了德州儀器的TDA4處理器，已被廣泛應用于需要人工智能和深度學習運算能力的工業和汽車應用場景中。它是一個多達8核的Cortex-A72多核異構處理器，除了多達8個Cortex-A72核心外，還有4個R5F內核，這些MCU的核均符合功能安全的最高等級標準。
TDA4處理器單片集成了AI算力深度學習的能力，從8tops到16tops，32tops有各種不同AI算力的組合。同時它有8個端口的符合TSN標準的千兆以太網的交換機和4個PCle交換機。
總之，實現無縫工廠自動化和更高效率是當前的重要趨勢。德州儀器提供了各種技術和芯片，助力這一目標的實現。
德州儀器與其在中國產業鏈上的小伙伴們
德賽西威
德賽西威1986年在廣東惠州成立，深耕汽車電子領域已有37年的歷史。在與德州儀器自Jacinto 6系列開始，便在處理器方面展開合作。基于J6開發的環視及泊車輔助系統已達到百萬級出貨量。2021年，德州儀器與德賽西威在全球范圍內率先發布基于Jacinto 7的TDA4VM處理器所開發的智能駕駛輔助域控制器，并成功獲得國內首張車輛域控制器功能安全ASIL D產品認證證書。今年4月，雙方在AM62A研發初期即開始前視攝像頭產品的深度合作開發。此次進博會，德州儀器與德賽西威再次攜手發布基于Jacinto和Sitara產品線的新品所開發的高速自動導航輔助駕駛解決方案，彰顯了雙方合作的深化和創新。
德賽西威IPU02 Pro行泊一體域控制器采納了德州儀器Jacinto最新一代J7處理器TDA4VM處理器以及來自Sitara最新發布的AM62A處理器。TDA4VM處理器系列基于Jacinto7架構及德州儀器在ADAS處理器市場上十多年的先進地位所積累的廣泛市場知識而構建，面向ADAS和自動駕駛車輛應用。該處理器以業界卓越的功耗/性能比為基礎，通過深度學習算法提供高性能計算，使支持集中式ECU或獨立傳感器中多種傳感器模式的高級汽車平臺實現可擴展性，并提供更低的成本。AM62A處理器作為Sitara汽車級異構Arm處理器系列的擴展，具備嵌入式深度學習、視頻和視覺處理加速、顯示接口及廣泛的汽車外設，專為一系列成本敏感型的汽車應用打造，包括駕駛員和車內監控系統與下一代電子后視鏡系統。
經緯恒潤
作為經緯恒潤的主要供應商，德州儀器為經緯恒潤在中國市場的發展和增長提供了豐富的產品組合，雙方在抬頭顯示、雷達、智能駕駛域控制器和后視鏡一體機，以及車身電子、HEV/EV和車載信息娛樂等多個領域有著緊密合作。在過去的合作經歷里，我們有著無數成功案例和共贏項目，具體應用在了后視鏡一體機DMS/OMS、車身電機和域控制器、電動座椅、汽車門禁和安全系統、動力轉向、汽車增強現實抬頭顯示、遠程信息處理與網關、ADAS域控制器和雷達等等。
此次經緯恒潤帶來的智能感知內后視鏡、4D毫米波雷達和行泊自動駕駛域控制器產品分別采用了德州儀器Jacinto?、Sitara?和Radar技術在智能座艙、自動駕駛等領域的產品。德州儀器利用先進的技術優勢助力客戶成功。德州儀器Jacinto?7系列產品為用戶提供了單芯片0~32T的算力，擁有高可拓展性，其強信息安全的技術優勢能夠加速ADAS技術的大眾化和普及化。德州儀器AM62A系列MPU可支持2TOPS，擁有低功耗和高性價比等特點，同時，內置ISP且支持多路攝像頭輸入。此外，德州儀器AWR2944汽車毫米波雷達傳感器在助力客戶實現尺寸減小的同時，能夠提升系統分辨率。大幅度提升車輛的感知能力和安全性。
高創運動
高創運動控制公司于1987年在以色列成立。并于1991年最早發布了全數字化的伺服驅動器，包括伺服運動控制器都是很早地開始涉及這些領域。2017年被美的集團收入麾下，后來變成了美的的全資子公司。高創運動控制公司與德州儀器在機器人領域達成了深度合作，進一步補充了美的機器人產業鏈。雙方在自動化領域的追求突破與中國高端制造業快速發展的決心不謀而合。德州儀器憑借其技術優勢，為高創的工業機器人提供了高性能、高可靠性和多協議支持的解決方案。今天發布的新型多軸伺服驅動平臺就是雙方合作成果之一，針對機器人領域對電控柜體積和多軸同步控制要求逐漸提高的痛點難點，德州儀器提供了 Sitara? MCU 以及 C2000? 系列 DSP 芯片，實現了高可靠性的實時控制和靈活軸數配置。
德州儀器在機器人領域擁有深厚的專業知識和豐富的經驗，能夠支持和解決機器人開發人員在工業機器人、移動機器人和協作機器人研發過程中的各種挑戰。高創運動相信，利用德州儀器的精確電機控制、邊緣處理計算技術、智能傳感和先進的實時通信創新技術，這款新型多軸伺服驅動平臺將為客戶帶來更高的效率、更低的成本和更好的體驗，助力工業智能化的發展，創造更美好的世界。
中國中車
這次中車電驅帶來的新品是電機控制器的主控平臺，這款電機控制器采用了德州儀器的TMS320F280039作為主控芯片，專門為A00級以及A級別車打造，覆蓋的動力范圍主要是包括了40kW-170kW。這款控制器的特點有以下幾個特點：第一，布板緊湊，可以用很小的板面積來覆蓋電驅所需要的功能；第二，這款芯片是符合ASIL-B的標準，為ASIL-B的產品提供了很好的基礎；第三，現在市場競爭比較激烈，這款產品使用得硬件功能比較少，所以它的性價非常高。
德州儀器與中車株洲電力機車研究所及其子公司中車時代電氣有著超過15年的合作歷史。我們合作的領域涉及軌道交通、新能源裝備、汽車與工業三大產業集群，覆蓋軌道交通、新能源發電、汽車電驅、工業電氣、海工裝備等多個領域。
德州儀器將持續致力于幫助客戶設計面向當今和未來的車輛架構。目前，德州儀器已經擁有超過7,000種車規級產品，并且正在不斷加強新產品推進的速度。為了支持客戶加快研發和上市步伐，德州儀器基于廣而全的產品技術和系統知識，在ADAS、信息娛樂與儀表組、車身電子元件與照明和混合動力、電動和動力總成系統這四個重要汽車電子細分領域不斷創新，為客戶提供系統級的解決方案。
