Блог компании Поставка радаров TI Automotive: 4D Imaging Radar, Блок обработки данных радара, Спутниковый/Потоковый радар

Поставка автомобильных радаров TI: радар 4D-изображения, блок управления радарной обработкой, спутниковый/потоковый радар

Шэньчжэньская компания электроники Mingjiada, Ltd.является специализированным дистрибьютором электронных компонентов, предлагающим высококачественные услуги по поставке, подкрепленные обширными каналами закупок и глубоким опытом в области закупок.

Преимущества поставки:

Бренды и сертификаты: Как всемирно признанный дистрибьютор электронных компонентов, мы сертифицированы по стандартам системы менеджмента качества ISO 9001:2014 и системы экологического менеджмента ISO 14001:2014.

Ассортимент и инвентарь продукции: Имея на складе более 2 миллионов SKU, наш портфель продуктов включает микроконтроллеры (MCU), программируемые вентильные матрицы (FPGA), микросхемы искусственного интеллекта, датчики и интегральные схемы управления питанием, удовлетворяющие разнообразные потребности в комплексных закупках.

Качество и каналы продаж: Мы гарантируем поставку только оригинальной продукции. Мы установили партнерские отношения с более чем 500 всемирно известными производителями полупроводников или их авторизованными каналами, создав надежную и надежную систему цепочки поставок и проводя строгие проверки качества перед поступлением на склад.

Доставка и обслуживание. Используя наши обширные запасы и глобальную сеть поставок, 90% заказов отправляются в течение 1–3 дней. На срочные запросы отвечают в течение 24 часов, и мы предлагаем услугу экспресс-доставки по всему миру в течение 72 часов.

Команда экспертов: Наши опытные специалисты не только помогают с продажей продукции, но также обеспечивают оптимизацию спецификаций, поддержку в выборе компонентов и поставку небольших партий образцов, помогая клиентам снизить общие затраты на закупки.

В ходе технологической эволюции передового автономного вождения и подключенных транспортных средств радар — как основной датчик восприятия, обеспечивающий всепогодные и высоконадежные характеристики — претерпевает комплексную модернизацию от традиционного 3D-обнаружения к 4D-изображениям, централизованной обработке и распределенным спутниковым архитектурам. Благодаря своим комплексным решениям для автомобильных радаров, включающим радиочастотные интерфейсы, процессорные микросхемы, системные архитектуры и эталонные проекты, компания TI стала основным выбором для мировых производителей автомобилей и поставщиков первого уровня. Портфель продуктов компании точно соответствует требованиям восприятия автономного вождения от уровня 2+ до уровня 4, обеспечивая основные преимущества по четырем ключевым направлениям: визуализация с высоким разрешением, вычислительная синергия, облегчение системы и соответствие требованиям безопасности.

I. Радар 4D-изображения: высокая интеграция одного кристалла, преодолевая ограничения трехмерного восприятия

1. Основная технология: скачок восприятия от 3D к 4D

Традиционный автомобильный радар поддерживает только трехмерное определение расстояния, скорости и горизонтального азимута с чрезвычайно низким разрешением в вертикальном измерении. Он не способен различать дорожные знаки, мосты и наземные препятствия, а также пешеходов и низко расположенные объекты, что может легко привести к ошибочным оценкам или промахам обнаружения. Радиолокационная станция TI с 4D-изображением добавляет измерение угла тангажа (высоты) к трехмерной основе, образуя высокоточное четырехмерное облако точек, включающее расстояние, скорость, горизонтальный угол и вертикальный угол. Это позволяет четко реконструировать контуры целей, высоту и пространственное положение, обеспечивая точную идентификацию сверхмалых целей, параллельных целей и удаленных целей.

2. Флагманский продукт: однокристальный радиолокационный приемопередатчик AWR2188 8T8R с 4D-изображением.

Являясь основным компонентом радара 4D-изображения компании TI, AWR2188 является первым в мире радаром автомобильного класса, работающим в миллиметровом диапазоне волн, который объединяет 8 функций передачи и 8 функций приема (8TX/8RX) на одном кристалле, что полностью революционизирует традиционные многочиповые каскадные решения:

Радиочастотные характеристики: работая в диапазоне 76–81 ГГц, он поддерживает максимальную полосу непрерывной линейной частотной модуляции 4,5 ГГц с разрешением по дальности <4 см; Выходная мощность TX 13,5 дБм, уровень шума RX 10 дБ и максимальная дальность обнаружения более 350 метров, что представляет собой улучшение радиочастотных характеристик на 30% по сравнению с традиционными решениями.

Интеграция и энергопотребление: один чип объединяет систему ФАПЧ, приемопередатчик, модулирующую полосу частот, АЦП и высокоточный механизм линейной частотной модуляции; типичное энергопотребление составляет всего 2,8 Вт. Массив высокого разрешения 8×8 может быть получен без внешнего каскадирования, что значительно снижает занимаемую площадь печатной платы, сложность управления температурным режимом и стоимость системы.

Каскадная масштабируемость: поддерживает плавное многочиповое каскадирование, что позволяет создавать сверхбольшие виртуальные массивы 16×16 с 2 чипами, 24×24 с 3 чипами и 32×32 с 4 чипами, удовлетворяя экстремальным требованиям автономного вождения для сверхдальних облаков точек со сверхвысоким разрешением.

Основные характеристики: Поддерживает минимальное время простоя со скачкообразной перестройкой частоты 3 мкс (увеличивает максимальную дальность обнаружения) и максимальную крутизну скачкообразного изменения частоты 266 МГц/мкс (обеспечивает быстрые измерения с высокой пропускной способностью), подходит для всех сценариев, включая сложные городские условия, автомагистрали и такие условия, как дождь, туман и снег.

3. Ценность приложения

Точно определяет пешеходов, велосипедистов, детей, упавший груз и низко расположенные препятствия, различая надземные дорожные знаки и цели на уровне земли;

Стабильное сопровождение параллельных транспортных средств и плотно расположенных целей на близком расстоянии в условиях высокого динамического диапазона;

Соответствует строгим требованиям глобальных правил безопасности, таких как NCAP и FMVSS для автоматического экстренного торможения (AEB), адаптивного круиз-контроля (ACC) и обнаружения слепых зон (BSD).

II. ЭБУ радарной обработки: центральный мозг восприятия, возможности искусственного интеллекта и обработка в реальном времени

1. Позиционирование системы: основной центр обработки радиолокационных данных

ЭБУ радиолокационной обработки служит вычислительным ядром автомобильной радиолокационной системы и механизмом принятия решений. Он отвечает за получение необработанных и предварительно обработанных данных от внешних датчиков, выполнение обработки сигналов БПФ, обнаружение целей, классификацию, отслеживание, объединение облаков точек и вывод искусственного интеллекта, а также выдачу сигналов принятия решений на контроллер домена ADAS или центральную вычислительную платформу автомобиля. TI предлагает широкий спектр решений ECU, от специализированных процессоров и SoC до управления питанием, интерфейсов и микросхем безопасности, охватывающих три основных уровня: автономные радарные ECU, ADAS fusion ECU и центральные контроллеры домена.

2. Чипы и решения базовой обработки

(1) Специальный радарный процессор: AM2732R

Объединив процессор C674x DSP и ядро ​​Arm Cortex-R5F, а также оснащенный аппаратными ускорителями (HWA) для радаров, он эффективно выполняет фундаментальные задачи обработки, такие как БПФ по дальности/доплеровскому/угловому БПФ, обнаружение CFAR и формирование диаграммы направленности, тем самым разгружая главный процессор.

Он поддерживает уровень функциональной безопасности ASIL B и адаптирован к требовательным автомобильным условиям. Он идеально сочетается с внешними микросхемами, такими как AWR2243 и AWR2188, для создания недорогого и высокопроизводительного автономного ЭБУ радара.

(2) Усовершенствованный ADAS/контроллер центрального домена: SoC серии TDA5

Многоядерная архитектура Arm + TI C7™ NPU (процессор нейронной сети) с масштабируемой вычислительной мощностью от 10 TOPS до 1200 TOPS, отвечающая требованиям к восприятию и принятию решений для автономного вождения 3-го уровня.

Один чип объединяет обработку радиолокационного восприятия, объединение нескольких датчиков (радар + камера + LiDAR), вывод искусственного интеллекта, бортовой шлюз и функции управления дисплеем, поддерживая объединение облаков радиолокационных точек и визуальных данных в реальном времени для значительного повышения точности классификации целей.

Соответствует функциональной безопасности ASIL D, поддерживает несколько интерфейсов, включая Fast Ethernet, CAN FD и LVDS, и совместим с централизованными электронными/электрическими архитектурами.

3. Решения по поддержке системы

Управление питанием: специальные PMIC, такие как LP87725-Q1, обеспечивают многоканальное линейное/импульсное регулирование, переключение нагрузки и защиту от переходных процессов, удовлетворяя широким требованиям к входному напряжению радарного чипа (36 В, пиковое 42 В).

Интерфейсы и связь: встроенные интерфейсы Ethernet 1 Гбит/с и высокоскоростные интерфейсы SerDes поддерживают передачу необработанных и сжатых радиолокационных данных с малой задержкой; Встроенный аппаратный модуль безопасности (HSM) обеспечивает безопасную передачу и хранение данных.

Эталонные проекты: эталонные проекты каскадных радаров с 4D-изображениями, такие как TIDA-020047, предоставляют полные схемы аппаратного обеспечения, алгоритмы программного обеспечения и данные испытаний для ускорения разработки массового производства у клиентов.

III. Спутниковый/потоковый радар: архитектурная инновация с распределенным зондированием и централизованной обработкой

1. Техническое определение: модернизация архитектуры от периферийно-независимых систем до спутниково-кооперативных систем.

Традиционный радар использует периферийную архитектуру: каждый радарный датчик имеет встроенный процессор, который независимо выполняет всю обработку данных, выводя в ЭБУ только конечные результаты. Этот подход страдает такими недостатками, как рассредоточенная вычислительная мощность, избыточность данных, низкая точность объединения, высокая сложность системы и сложность обновления.

TI Satellite Radar/Streaming Radar представляет собой основную архитектуру следующего поколения:

Спутниковые датчики: легкие радиолокационные модули (спутниковые головки), распределенные по корпусу транспортного средства (спереди, сзади, спереди слева, сзади слева, спереди справа, сзади справа), отвечают только за сбор радиочастотного сигнала, выборку АЦП и базовую предварительную обработку БПФ расстояния; они не выполняют сложные алгоритмы.

Потоковая передача: необработанные данные АЦП или сжатые данные БПФ на расстоянии передаются в реальном времени через высокоскоростной Ethernet со скоростью 1 Гбит/с в центральный ЭБУ радарной обработки или контроллер домена.

Централизованная обработка: центральный блок управления единообразно обрабатывает все данные, расчет угла, обнаружение целей, классификацию искусственного интеллекта и отслеживание для спутниковых радаров, обеспечивая совместную оптимизацию данных глобального восприятия.

2. Спутниковый радар TI Core: AWR2544LOP.

Интеграция на уровне корпуса: используется антенная технология второго поколения LOP (Launch-On-Package) от TI, при которой чип подключается непосредственно к 3D-антенне через волноводы на печатной плате, устраняя потери в радиочастотном кабеле и улучшая соотношение сигнал/шум (SNR) на 30 %, избегая при этом необходимости в дорогостоящих материалах для радиочастотных печатных плат.

Легкая конструкция: объединяет радиочастотный интерфейс 4T4R, ускоритель радиолокационной обработки и интерфейс Ethernet 1 Гбит/с, что позволяет уменьшить форм-фактор на 40 % и обеспечить гибкое развертывание в ограниченном пространстве, например в зеркалах заднего вида, бамперах и дверях автомобилей.

Функциональная безопасность: поддерживает соответствие ASIL B со встроенным аппаратным модулем безопасности, отвечающим требованиям надежности и кибербезопасности автомобильного уровня.

3. Ключевые преимущества

Упрощение системы: спутниковые датчики не требуют сложных процессоров, что снижает затраты на 30% и энергопотребление на 50%, обеспечивая при этом большую гибкость при установке и развертывании.

Точное восприятие: централизованная обработка данных с нескольких радиолокаторов устраняет ошибки и конфликты данных, связанные с независимой обработкой границ, повышая точность объединения облаков точек на 100%.

Эффективная вычислительная мощность. Централизованное распределение вычислительной мощности поддерживает сложные алгоритмы искусственного интеллекта (такие как классификация объектов на основе глубокого обучения и динамическое моделирование сцен), а также алгоритмы, способные осуществлять непрерывные OTA-обновления.

Архитектурная совместимость: идеально соответствует тенденции к централизованной автомобильной EE-архитектуре, обеспечивая «облегчение датчиков, интеллектуальное восприятие и централизацию системы».

4. Сценарии применения

Автономное вождение уровня 3 с круговым обзором на 360° без слепых зон, охватывающим все сценарии, включая обзор на большие расстояния вперед, на средние расстояния сбоку и на короткие расстояния сзади;

Сложные городские сценарии, такие как автоматическая парковка, услуги парковщика, движение по узким дорогам и объезд препятствий на низкой скорости;

Решения для централизованного управления доменом, использующие объединение нескольких датчиков (радар + камера + LiDAR).

IV. Основные конкурентные преимущества полнофункционального автомобильного радара TI

Комплексное покрытие: от радиочастотного интерфейса (AWR2188/AWR2544), выделенных процессоров (AM2732R) и высокопроизводительных SoC (TDA5) до управления питанием, интерфейсов, эталонных проектов и программных алгоритмов, обеспечивая универсальное решение.

Архитектурная гибкость: одновременно поддерживается автономный периферийный радар, спутниковый радар и гибридная архитектура, обслуживая все уровни транспортных средств от начального уровня L2 до высококлассного L4, тем самым сокращая затраты и циклы разработки для автопроизводителей.

Баланс между производительностью и затратами: благодаря высокой интеграции однокристальных систем, каскадной масштабируемости и оптимизированному корпусу LOP компания TI эффективно контролирует затраты на спецификацию, одновременно обеспечивая 4D-изображение и спутниковую архитектуру, тем самым ускоряя массовое производство 4D-радаров.

Безопасность и соответствие: весь ассортимент продукции соответствует стандартам функциональной безопасности AEC-Q100 и ASIL B/D, а также глобальным стандартам автомобильной безопасности, таким как NCAP и UN R79.

V. Резюме

Решения TI для автомобильных радаров расширяют границы точности восприятия с помощью радара с 4D-изображением, создают центральный вычислительный центр с помощью ЭБУ обработки радара и определяют системную архитектуру следующего поколения со спутниковыми и потоковыми радарами, тем самым создавая полный технологический барьер, охватывающий аппаратное обеспечение, программное обеспечение и архитектуру. По мере того как автономное вождение выходит на более высокий уровень, радарные решения TI становятся основным выбором для мировых производителей автомобилей, которым необходимы всепогодные, высокоточные, высоконадежные и недорогие интеллектуальные системы восприятия, ускоряющие переход от помощи водителю к полностью автономному вождению.