隨著目前部份地區(qū)的新車安全評(píng)鑒制度(NCAP)要求將自適應(yīng)巡航控制(ACC)和緊急煞車輔助(AEB)等功能納入其五星安全評(píng)級(jí)，包括恩智浦半導(dǎo)體(NXP Semiconductors)等業(yè)界廠商正積極推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)大力布局雷達(dá)系統(tǒng)。
為了加速在先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)中整合雷達(dá)，恩智浦推出了一款雷達(dá)解決方案，結(jié)合了S32R處理器、RF收發(fā)器和天線設(shè)計(jì)于一個(gè)新的參考平臺(tái)上。恩智浦聲稱這款與Colorado Engineering合作開發(fā)的平臺(tái)能滿足「汽車產(chǎn)業(yè)最嚴(yán)格的功能、效能和安全要求」。
NXP Integrated Sensors整合于車輛中不同位置的智慧雷達(dá)感測(cè)器
該新系統(tǒng)的目的在于揭開雷達(dá)「藝術(shù)」的神秘面紗——雷達(dá)通常需要大型汽車OEM微調(diào)天線和類比設(shè)計(jì)。恩智浦希望其「開箱即用」的車用雷達(dá)系統(tǒng)能夠?yàn)橹袊?guó)汽車OEM提供服務(wù)；因?yàn)檫€有許多中國(guó)汽車OEM仍然需要好幾年的時(shí)間才能趕上世界其他地區(qū)的現(xiàn)有汽車業(yè)者。
在最近接受《EE Times》的電話采訪時(shí)，恩智浦ADAS副總裁兼總經(jīng)理Kamal Khouri說(shuō)道：「雷達(dá)已成為ACC和AEB的首選感測(cè)器。攝影機(jī)無(wú)法測(cè)量速度，但雷達(dá)可以。雷達(dá)還可以借由反射訊號(hào)看到轉(zhuǎn)角處的情況，另一方面，無(wú)需采用移動(dòng)元件的光達(dá)(LiDAR)價(jià)格仍然非常昂貴?！?/p>
然而，眾所周知，傳統(tǒng)的雷達(dá)缺乏解析度，無(wú)法區(qū)別附近的物體。雷達(dá)也由于發(fā)出誤報(bào)而備受詬病，而且他們處理資訊的速度始終不夠快，因而無(wú)法在高速公路上發(fā)揮作用。
Khouri明確表示，雷達(dá)并不至于取代攝影機(jī)。Khouri說(shuō)：「攝影機(jī)和成像雷達(dá)的組合可以提供冗余，從而使車輛駕駛更安全?！?/p>
新款雷達(dá)解決方案揭密
那么，恩智浦的新款雷達(dá)解決方案大有些什么呢？
該雷達(dá)設(shè)計(jì)參考平臺(tái)名為RDK-S32R274，結(jié)合了恩智浦S32R27處理器、TEF810 x CMOS收發(fā)器、FS8410電源管理IC和雷達(dá)軟體開發(fā)套件。恩智浦還為其增加了擴(kuò)展和天線模組，可為特定客戶應(yīng)用打造客制的開發(fā)平臺(tái)。
這款雷達(dá)解決方案的核心是可擴(kuò)展的基于Power Architecture的處理器系列——S32R27和S32R37，Khouri稱其為「首款專用于處理雷達(dá)演算法的晶片」。
NXP S32R Block Diagram恩智浦S32R方塊圖
據(jù)恩智浦汽車微處理器ADAS雷達(dá)部門經(jīng)理Roger Keen介紹，除了ACC和AEB的車規(guī)級(jí)軟體，該公司的雷達(dá)處理IP還可執(zhí)行于恩智浦的處理器上。該公司還為這款雷達(dá)解決方案的電路板和天線設(shè)計(jì)模組進(jìn)行了強(qiáng)化，以滿足車規(guī)要求。
Keen解釋說(shuō)，利用恩智浦提供的車規(guī)級(jí)雷達(dá)SDK，過去需要「手動(dòng)調(diào)整」其雷達(dá)處理IP到特定硬體的開發(fā)人員，現(xiàn)在可以直接利用這套雷達(dá)系統(tǒng)上的功能。
這款基于S32R27的雷達(dá)解決方案專為ACC和AEB等應(yīng)用擴(kuò)展而設(shè)計(jì)。S32R37的執(zhí)行功耗比S32R27低，但程式碼相容，并針對(duì)盲點(diǎn)監(jiān)測(cè)等功能進(jìn)行了高度最佳化。
業(yè)界競(jìng)爭(zhēng)
恩智浦并不是唯一一家主導(dǎo)汽車?yán)走_(dá)整合的公司。Strategy Analytics全球汽車業(yè)務(wù)執(zhí)行總監(jiān)Ian Riches認(rèn)為，恩智浦和英飛凌(Infineon)都是車用雷達(dá)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。
同時(shí)，最近進(jìn)入雷達(dá)市場(chǎng)的德州儀器(Texas Instruments；TI)也在急起直追，在2017年推出了基于標(biāo)準(zhǔn)RF CMOS技術(shù)的毫米波(mmWave)雷達(dá)晶片。TI宣稱其雷達(dá)晶片可提供「解析度精度小于5厘米、探測(cè)距離可達(dá)數(shù)百米、速度高達(dá)300公里/小時(shí)」。更重要的是，與其他雷達(dá)晶片不同，TI的mmWave雷達(dá)感測(cè)器在一個(gè)晶片上完整整合了76至81GHz mmWave雷達(dá)、微控制器(MCU)和數(shù)位訊號(hào)處理器(DSP)。
TI采用這種途徑是因?yàn)榫哂懈叩恼隙龋軌驕p少體積、功耗和成本，而不至于犠牲產(chǎn)品性能。Yole Développement射頻元件技術(shù)和市場(chǎng)分析師Cedric Malaquin認(rèn)為，盡管恩智浦開發(fā)的RF-CMOS收發(fā)器邁出了第一步，但TI更進(jìn)一步將DSP整合于其雷達(dá)晶片中。Malaquin表示，TI整合了DSP的雷達(dá)解決方案使晶片面積幾乎縮小了60%。DSP是「訊號(hào)處理鏈上實(shí)現(xiàn)物件檢測(cè)和分類」的關(guān)鍵。
然而，恩智浦強(qiáng)調(diào)，該公司的雙晶片解決方案(雷達(dá)晶片+微處理器)能夠?yàn)榭蛻籼峁┝吮阌诶走_(dá)整合的更多可擴(kuò)展性和靈活性。
NXP antenna side恩智浦雷達(dá)解決方案：天線端
恩智浦的Keen表示，「考慮亞利桑那州(Arizona)氣候常年在110°F (約43℃)以下的熱管理，如果將收發(fā)器晶片遠(yuǎn)離微處理器，能使其更易于對(duì)安裝在保險(xiǎn)桿的雷達(dá)進(jìn)行熱管理控制。」
NXP Processor side恩智浦雷達(dá)解決方案：處理器端
Keen還補(bǔ)充說(shuō)，恩智浦的方案——使用專為雷達(dá)處理IP設(shè)計(jì)的處理器，提高了雷達(dá)解決方案的每瓦性能。關(guān)于用于每瓦性能分析的基準(zhǔn)，恩智浦表示其團(tuán)隊(duì)已經(jīng)從「公開資料」和「與客戶的非公開會(huì)議中獲悉的資訊」收集到答案了。但Keen補(bǔ)充說(shuō)，「雖然這帶來(lái)了我們見過的最佳每瓦性能，但我們將保留更廣泛的業(yè)界訴求給協(xié)力廠商測(cè)試?！?/p>
那么如果將TI的雷達(dá)晶片與恩智浦的雷達(dá)解決方案進(jìn)行比較呢？Strategy Analytics的Riches注意到，「基本上，TI的方案可能提供更低成本，但靈活度也略低些?！?/p>