編者按：日前，德州儀器亮相 2024年慕尼黑上海電子展，以“芯啟未來：共赴安全、智能、可持續(xù)之旅”為主題，展示了一系列面向汽車電子、機(jī)器人和能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的創(chuàng)新成果，德州儀器中國區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)師英先生面向行業(yè)媒體，分享了德州儀器如何助力打造更安全、更智能、更可持續(xù)的未來。
從機(jī)器人到軟件定義車輛和儲能系統(tǒng)，德州儀器擁有強(qiáng)大的創(chuàng)新能力和技術(shù)優(yōu)勢，致力于持續(xù)提供更安全、更智能、更高效的產(chǎn)品，同時(shí)滿足廣大工程師的迫切需求。
汽車電子：安全、智能化和可持續(xù)性
展望汽車市場的發(fā)展，從傳統(tǒng)燃油車到新能源汽車的轉(zhuǎn)變，特別是電子系統(tǒng)架構(gòu)的迭代和創(chuàng)新，為汽車行業(yè)帶來了革命性的變化。業(yè)界關(guān)注的核心是如何實(shí)現(xiàn)汽車的安全、智能化和可持續(xù)性。
此外，安全性和更高水平的自主性也是關(guān)鍵。
自主性指汽車在自動駕駛或輔助駕駛中能夠更智能、更安全地控制和執(zhí)行操作，并且能在不同場景下自主運(yùn)行，如高速公路和城市環(huán)境的最小操作化自動駕駛安全系統(tǒng)。
安全性的兩個關(guān)鍵維度是功能安全和信息安全。功能安全確保汽車在自主運(yùn)行時(shí)不會對乘客或周圍人員和物體造成傷害；信息安全則能夠保障車輛數(shù)據(jù)的安全性，防止?jié)撛诘木W(wǎng)絡(luò)攻擊。
德州儀器中國區(qū)技術(shù)支持總監(jiān)師英認(rèn)為，軟件定義車輛的概念日益受到重視，與新一代的汽車電子電氣架構(gòu)緊密相關(guān)。為了讓軟件定義車輛成為現(xiàn)實(shí)，許多前瞻性客戶正通過創(chuàng)新和協(xié)作推動軟件定義車輛的實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)前的電子電氣架構(gòu)趨勢是將汽車智能系統(tǒng)劃分為座艙、輔助/自動駕駛和車輛控制（包括動力與底盤）三大領(lǐng)域。基于這三大域控制器的架構(gòu)設(shè)計(jì)，為了滿足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換的大量需求，會有一個中央網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。許多主機(jī)廠正在將分散的車身控制單元整合至三到四個區(qū)域控制器。這一轉(zhuǎn)變不僅提升了汽車的智能化和線控能力，也增強(qiáng)了安全性與能效管理。此架構(gòu)為軟件定義車輛提供了硬件基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的綜合管理、云端聚合和整車OTA更新，為汽車行業(yè)的軟件驅(qū)動轉(zhuǎn)型奠定了基礎(chǔ)。
師英表示，德州儀器作為一家全球性的半導(dǎo)體公司，在汽車電子電氣架構(gòu)領(lǐng)域提供了廣泛的產(chǎn)品和解決方案。我們的產(chǎn)品組合覆蓋超過八萬種，服務(wù)于全球十萬多家客戶，其中包括七千多種汽車級產(chǎn)品。
德州儀器的處理器、微控制器和電機(jī)控制器在汽車的主力控制器和區(qū)域控制器中扮演著關(guān)鍵角色，提供高性能計(jì)算能力，確保車輛電子系統(tǒng)、底盤和電池系統(tǒng)的安全和效率。
在智能車輛信息娛樂處理單元領(lǐng)域，德州儀器的多核異構(gòu)處理器在高級駕駛輔助系統(tǒng)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，處理來自毫米波雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)等傳感器的數(shù)據(jù)，幫助實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類采集、融合運(yùn)算、決策控制、驅(qū)動等整個鏈路的管理。
在車輛高速互聯(lián)領(lǐng)域，德州儀器的產(chǎn)品從傳統(tǒng)的 CAN 和 LIN 總線到基于以太網(wǎng)的車載網(wǎng)絡(luò)，以及高速數(shù)據(jù)編解碼器，如 FPD-Link? 和 PCIe，提供實(shí)時(shí)、安全的數(shù)據(jù)傳輸解決方案。
電源管理是汽車電子的基石。德州儀器的電源管理 IC產(chǎn)品提供高集成度的解決方案，并符合 ISO 26262 功能安全標(biāo)準(zhǔn)。此外，智能保險(xiǎn)絲技術(shù)為傳統(tǒng)的繼電器和熔斷式保險(xiǎn)絲提供了更精準(zhǔn)、更智能的電路保護(hù)。
在 ADAS 領(lǐng)域，德州儀器的傳感器技術(shù)，包括毫米波雷達(dá)、攝像頭和激光雷達(dá)，與高算力芯片相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)從感知到?jīng)Q策的完整鏈路管理。同時(shí)，駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)和乘客監(jiān)控系統(tǒng)等，提升了車輛的安全性和自主性。自動駕駛的自主控制單元面臨多項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)，包括在各種環(huán)境下的安全運(yùn)行、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理和 ISO 26262 功能安全認(rèn)證。
師英表示，德州儀器的技術(shù)和解決方案致力于使電動汽車更安全、更經(jīng)濟(jì)實(shí)用，滿足市場對高效、可持續(xù)汽車技術(shù)的需求。
機(jī)器人技術(shù)：智能感知，精準(zhǔn)控制
在機(jī)器人領(lǐng)域，精準(zhǔn)的電機(jī)控制是關(guān)鍵。
無論是工業(yè)、協(xié)作還是人形機(jī)器人，每個關(guān)節(jié)的馬達(dá)都需要精確控制，以確保機(jī)器人動作的準(zhǔn)確性和流暢性。
機(jī)器人的"大腦"必須具備 AI 能力，實(shí)現(xiàn)智能化。工業(yè)機(jī)器人尤其需要在邊緣完成實(shí)時(shí)運(yùn)算，以控制機(jī)械臂的精確動作。傳感器技術(shù)對于機(jī)器人的環(huán)境感知至關(guān)重要，需要精確、靈敏且高能效，以實(shí)現(xiàn)對自身行為和周邊狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通信安全和數(shù)據(jù)完整性也是機(jī)器人設(shè)計(jì)的重要考慮因素，尤其是在數(shù)據(jù)傳輸過程中。
據(jù)師英介紹，德州儀器展展示了多項(xiàng)用于機(jī)器人領(lǐng)域的創(chuàng)新技術(shù)。氮化鎵功率半導(dǎo)體提供了高效的參考設(shè)計(jì)，其高開關(guān)頻率使得磁性元件體積縮小，提升了功率控制模塊的功率密度，輸出的有效功率更多；電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)采用了第三代半導(dǎo)體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了體積小、效率高、輸出功率大的優(yōu)勢，并集成了門極驅(qū)動器和保護(hù)電路，如過流、過壓監(jiān)測等，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。參考設(shè)計(jì) TIDA-010936 是一個基于氮化鎵的 48V、850W 三相逆變器，展示了德州儀器在高功率密度設(shè)計(jì)方面的技術(shù)實(shí)力。師英認(rèn)為，在機(jī)器人設(shè)計(jì)的趨勢和方向上，自學(xué)習(xí)和安全性是兩個核心要素。
AI 運(yùn)算在邊緣完成，使得機(jī)器人能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的自我學(xué)習(xí)和自主決策，確保操作的精準(zhǔn)和運(yùn)行的安全。
德州儀器的 AM62A 邊緣運(yùn)算處理器是一款異構(gòu)處理器，配備 2TOPS 深度學(xué)習(xí)加速器、多達(dá)四個 Arm Cortex A53 處理器以及用于視頻和視覺處理的多個其他加速器，為機(jī)器人設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的計(jì)算平臺，同時(shí) AM62A 處理器在缺陷檢測等應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。
通過集成的攝像頭和 AI 算法， AM62A可以實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)線產(chǎn)品的實(shí)時(shí)缺陷檢測，輸出產(chǎn)能、缺陷統(tǒng)計(jì)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。AM62A 的高算力和豐富的外設(shè)接口，使其能夠直接處理攝像頭信號，完成視頻編解碼等任務(wù)，其獨(dú)立的 MCU 域和功能安全特性，也使其適用于汽車、監(jiān)控等領(lǐng)域的高安全要求應(yīng)用。
能源基礎(chǔ)設(shè)施：從能源采集到用電的全鏈路解決方案
在能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，德州儀器致力于提供從能源采集到用電的全鏈路解決方案。這包括高壓功率轉(zhuǎn)換、電流電壓傳感、邊緣處理、深度學(xué)習(xí) AI 運(yùn)算，以及電池管理系統(tǒng)。
在能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域，客戶要解決如何實(shí)現(xiàn)安全高效的能源采集與轉(zhuǎn)換的問題（無論是風(fēng)能還是太陽能）。同時(shí)，需要通過精準(zhǔn)監(jiān)測和管理用電側(cè)，優(yōu)化能源使用，識別用電峰谷，實(shí)現(xiàn)能源的合理分配。
師英表示，德州儀在能源基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的技術(shù)方向集中在提高功率密度和能量轉(zhuǎn)換效率，以及利用第三代功率半導(dǎo)體技術(shù)（如氮化鎵產(chǎn)品）提升系統(tǒng)性能。
新型儲能技術(shù)是能源基礎(chǔ)設(shè)施快速發(fā)展的領(lǐng)域，它是是解決新能源波動性的關(guān)鍵。德州儀器的儲能解決方案覆蓋戶儲、工商儲以及電場級別的電能存儲，支持在能源生產(chǎn)過剩時(shí)能夠有效存儲，并在需求高峰時(shí)釋放能量。德州儀器的的 BMS 系統(tǒng)提供 1500V 的解決方案，滿足不同規(guī)模儲能系統(tǒng)的需求。
此外，德州儀器同樣關(guān)注電動汽車的高效充電技術(shù)，包括 V2G 和 V2H 技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛與電網(wǎng)或家庭的能源互動， OBC 系統(tǒng)和充電樁解決方案，推動了電動汽車充電技術(shù)的發(fā)展。
后記：在本次展會上，德州儀器公司除了展出新技術(shù)和新產(chǎn)品外，還邀請了德賽西威和中車電驅(qū)兩家合作伙伴出席，分別聯(lián)合發(fā)布基于 AWR2944 的車載毫米波雷達(dá)和基于 TMS320F280039 的新能源汽車主電機(jī)驅(qū)動器解決方案。作為深耕中國市場數(shù)十年的知名半導(dǎo)體供應(yīng)商，借助中國市場爆發(fā)的科技創(chuàng)新流潮，德州儀器迎來了新的更大的發(fā)展機(jī)遇。
