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CMOS技术使毫米波传感器实现小型化,汽车、工业领域大有可为

时间:04-23 来源:3721RD 点击:

为了在自动驾驶领域占有一席之地英特尔收购了以色列的Mobileye,百度开放了自己的自动驾驶系统。而真正想实现自动驾驶ADAS的演进起着重要作用,传感器又是ADAS中必不可少的器件,现如今的每辆汽车上都配备了多颗雷达芯片,随着汽车的智能化,雷达传感器要求精准度越来越高,体积越来越小。市面上已经有多家雷达传感器供应商,最近TI也推出了高精度单芯片毫米波传感器,具有高集成度、高智能化、高精度等特点。

德州仪器汽车雷达产品营销总监Sudipto Bose向记者介绍,"TI的毫米传感器产品组合包括5个解决方案,横跨具有完整端到端开发平台的76至81GHz传感器的两大产品系列。AWR1x和IWR1x传感器产品组合提供比目前市场上毫米波解决方案高3倍的感测精度。AWR12系列主要是应用在长距离的雷达应用,如自适应巡航、AEB;AWR14系列在芯片中增加了微处理器,可以用于非常规车身传感器检测;AWR16系列不仅集成了RF和MCU,还集成了DSP,典型应用是车周边的环境检测。"


德州仪器(TI)汽车雷达产品营销总监Sudipto Bose

CMOS技术使毫米波雷达实现微型化
纵观消费电子领域,很多产品趋于小型化,因此对应的电子元器件体积也随之缩小。随着汽车的智能化,功能增加的同时采用的芯片数量也越来越多,如果想保持汽车体积不变,就要求芯片高度集成。目前大多数商用雷达系统,特别是高级驾驶员辅助系统 (ADAS) 中的雷达系统,均基于锗硅(SiGe)技术,高端车辆都有一个多芯片SiGe雷达系统。虽然基于SiGe技术的77GHz汽车雷达系统满足自适应巡航控制时的高速度要求,但它们体积过大、过于笨重,占用了大量电路板空间。

为了进行小型化,TI采用了现有的CMOS技术,Sudipto Bose解释,"CMOS技术的优势是实现更高的晶体管密度和更低功率。CMOS内的数字缩放降低了功率,缩小了尺寸,并且提高了每个节点的性能。目前,尺寸可以做到10.4×10.4,功耗只有竞争对手的1/4。在数字晶体管改进的推动下,CMOS的速度不断提高,现已足以满足79GHz ADAS应用的需要了。CMOS技术进一步提高了TI在模拟组件中嵌入数字功能的能力,从而实现了在雷达系统部署方面的全新系统配置和拓扑。例如,TI单芯片毫米波传感器内的嵌入式MCU可实现射频(RF)和模拟子系统的半自主控制。"


AWR1443产品

单芯片实现从76到81GHz的自动调节
TI的毫米波76至81GHz单芯片传感器产品组合可以动态地适应不断变化的情况与条件,支持多种功能模式,以避免误报,并为多种应用提供大范围的感测。可能会有人问:具体自动调节的过程是怎样的?Sudipto Bose介绍,"动态调整是在使用中进行的,但是指令是在车里面,会有控制单元根据车的具体环境,感知到现在需要从状态1调整为状态2,通过看车的总线和其他总线,会命令雷达从状态1转换成状态2。"


AWR1642产品

为什么从77GHz的应用开始?
其实毫米波传感器不是最新的产品,很多公司已经开始做了,市面上比较常见的是24GHz的产品,而TI刚刚推出这样的产品没有从低频段开始,却选择了高频段,笔者向Sudipto Bose做了请教,他指出,"跟24GHz相比,77GHz的波长是3厘米,它跟原来比从物理角度有一定的提升。因为毫米波传感器的准确率取决于雷达发射脉冲的有效频段,24GHz有0.5M取样,77GHz会多达5-6个G,在这个频段会带来更多精度的提升,全球范围都在从24GHz向77GHz迁移,这也是TI推出这款产品的动力。另外,我们一直在强调77GHz,77GHz讲天线,1/4波段的天线设计比24GHz小1/3,整个产品做出来会比24GHz小非常多,但是可以让我们使用77GHz的型号,这其实是整个业界的趋势。"

除了汽车领域,为了应对工厂、楼宇自动化系统和智能基础设施中对于更高效率的需求,开发人员现在能够充分利用TI的智能化且稳健耐用的毫米波传感器产品组合。此外,在一些需求不断增长的应用领域,如医疗设备、箱内液位感测、机器人视觉和无人机等,这项感测技术可用于改造现有的一些功能。

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