德州仪器(TI)助力中国汽车电子快速发展

作者:商福兰 文章来源:AI《汽车制造业》 发布时间:2017-11-10
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2017年10月17日,德州仪器(TI)在北京举办了推动汽车系统发展与创新新媒体交流会,深入探讨了TI如何帮助一级汽车供应商和汽车制造商将其先进的半导体技术应用于下一带经济型-高端汽车的数百种汽车系统中。

2017年10月17日,德州仪器(TI)在北京举办了推动汽车系统发展与创新新媒体交流会,深入探讨了TI如何帮助一级汽车供应商和汽车制造商将其先进的半导体技术应用于下一带经济型-高端汽车的数百种汽车系统中。

TI在汽车领域已经有大约35年的历史,最初为被动安全市场开发设备,如气囊、车身稳定系统的非常核心的安全器件。此后,TI在其广泛的嵌入式处理、模拟信号链、电源管理和DLP显示产品组合中开发了汽车级产品。仅去年,TI推出的汽车市场产品就比2014年多出两倍。22%的TI研发投入用于汽车的嵌入式、模拟和显示技术。

左:德州仪器(TI)中国区汽车事业部总经理沈源先生右:德州仪器(TI)全球汽车系统业务总监Heinz-Peter Beckemeyer先生

TI汽车市场的收入在快速成长,其在TI总营收的占比也在快速成长。TI在其产品组合中拥有2000多个汽车半导体。TI目前拥有一个大型参考设计库,拥有超过100种汽车参考设计,能够为汽车系统的发展提供全方位的支持。目前,TI重点关注四大关键汽车细分市场:1.高级驾驶辅助系统(ADAS);2.车身电子元件和照明系统;3.信息娱乐系统和仪表组;4.混合动力和电动汽车。

1、高级驾驶辅助系统

在驾驶的环境里是非常复杂,怎样可以更加实时有效的做出判断,从而让汽车更加智能的去规避一些风险、提供更多支持。正如今天的道路上使用的1级和2级自动驾驶技术所看到的,每个连续的级别都建立在前一级之上,具有更大程度的车辆感测、智能和控制;比如自动刹车、自动变道,甚至是更高级别的自动驾驶将会非常快的发展起来。针对这一市场,TI提供的不仅仅是单个产品,而是整体方案;不仅包括传感器融合,还包括基于摄像头(前置摄像头、后视和全景系统、后视镜替代和驾驶员监控)以及基于雷达(盲点警告和避免碰撞)的技术。

目前,许多汽车系统需要功能安全功能,可通过TI的SafeTI™设计包实现。ADAS解决方案中使用SafeTI™组件,如传感器、电动机驱动器、MCU和电源产品可帮助设计人员满足行业标准的功能安全要求,同时管理系统和随机故障。

在ADAS的参考设计里,TI提供多个摄像头,比如环视、前视、后视摄像头,每个摄像头基本都是百万像素级别。最大的挑战是在一个汽车系统里可能有非常多的摄像头,每个都有百万级别的处理,对它的实时性和数据处理、带宽、传输都提出了很大的挑战。具有MIPI CSI-2输出的四摄像头集线器汽车ADAS参考设计使得开发人员能够连接4个130万像素的摄像头创建集线器设计。每个摄像头使用FPD-Link™III连接到四端口解串器。该设计也允许连接其他类型的传感器,用于传感器融合用途;该参考设计能够实现轻松连接更多摄像头到ADAS系统。类似的,第二个参考设计——具有集成ISP和DVP输出的四摄像头集线器汽车ADAS 参考设计可以通过使多达四个130万像素的摄像头连接到ADAS系统来解决这个问题。它通过将四个摄像头输入组合成两个并行视频端口来简化系统。每个摄像头通过一根同轴电缆连接到集线器,板上有两个ISP处理和导出视频;该参考设计在ADAS系统中复制数据,减少接线。

2、车身电子元件和照明

更多的智能和控制正在添加到车身电子元件系统中,包括交互式人机界面(HMI)、手势和语音控制,自动变光镜和天窗的光学感应,以及背光LED按钮和旋钮。对车身设计来说,最大的挑战是怎样能够更加快速的、更加方便的做好设计,去快速应对变化和市场需求。

TI推出了用于汽车车身控制模块的多路开关检测接口(简称MSDI)。一辆车里有越来越多的开关需要去检测,比如车灯有没有被打开,车窗是开还是关。TI的多开关检测接口可以同时支持24路的信号输入处理,有很高的集成度。它的很大的一个功能就是可以有效地降低98%的系统能耗。

车身电子另外一个部分就是汽车照明系统,从最开始的卤素、疝气大灯到现在的LED照明,设计越来越复杂。随着越来越多的LED推向市场,整个汽车灯光设计会越来越有挑战。TI的解决方案,可以给到工程师容易、简化的设计,以及更加有可靠性的设计,另外可以有效地降低他们的能耗。

TI最近开发的帮助客户解决汽车照明挑战的参考设计——汽车照明精密PWM调光LED驱动器参考设计。该参考设计可帮助开发人员创建具有成本竞争力的解决方案,使用脉宽调制(PWM)来减少外部汽车照明系统,无需微控制器,但精度优于2%占空比。该设计的输入级经EMI/EMC滤波,可直接由车载电池供电。

3、信息娱乐系统和仪表组

现在,信息娱乐系统面临的最大挑战是要在整个车辆上传输大量数据,而在更长范围内安全传输数据,不仅需要能够驱动集成功能的高性能处理器,而且还需要能够实现长距离安全性的高级功能连接。

TI的具有充电和增强数据路径性能的汽车被动媒体集线器参考设计是一种USB Type-C参考设计,消费者可以很从容地把自己的手机、电脑、平板中的音/视频系统在汽车的主机上显示出来。TIDA-00743 参考设计是一个小型模块,设计用于评估经典 AB 类音频功率放大器模块专用系统中的数字输入 D 类音频放大器。它可以很完美地替代现有的A/B 类功放,并实现更轻、更节能、更高效的设计。

4、混合动力/电动汽车和动力传动系统

传统的动力传动组件需要更多的创新来减轻重量,提高效率,并通过较少的电线、接线和机械组件来管理电源。TI的解决方案可以帮助开发更加智能的车载充电器和充电站,实现更快的充电体验。TI的解决方案可以提高电源转换以及减小传统的机械零部件,从而更加有效地去降低汽车的重量、及实现更高效的能耗比。所以,随着电动汽车续航里程对快速充电的要求越来越高,汽车的电源会显著提升,从目前的400V、800V甚至有更高电压、更大电流的,TI的设计让瞬间冲击可以耐受到500安培,从而更加有效保护汽车,同时达到有效充电的过程。汽车并联±500A精密电流感测参考设计可实现在宽温度范围(-40°C至+ 125°C)内的<0.2%FSR的精度。

随着更先进的功能和技术被添加到车辆中,对电力的需求也日益增高,未来汽车里会逐步考虑增加48V系统。用于12 V/48 V汽车系统的双向直流-直流转换器参考设计是用于12V/48V汽车系统的四相双向直流-直流转换器开发平台,例如用于轻型混合动力汽车(HEV)中。该系统使用两个电流控制器和一个MCU进行功率级控制。

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