對(duì)于未來(lái)的汽車(chē)，人們總是有著很多的暢想，而全自動(dòng)駕駛眼前面臨的阻礙除了技術(shù)方面,，還有法規(guī),、倫理方面的問(wèn)題,，全自動(dòng)駕駛離現(xiàn)實(shí)還非常遙遠(yuǎn),。盡管如此，汽車(chē)的自動(dòng)化趨勢(shì)已經(jīng)成為必然,，過(guò)去曾被視為高端附加技術(shù)的高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）正在成為汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)配置,。
ADAS技術(shù)應(yīng)用在車(chē)輛中的成本正在逐漸降低，并在眾多車(chē)型中成為主流,。目前已量產(chǎn)車(chē)型中,，很多智能汽車(chē)已經(jīng)具備了L2+的輔助駕駛功能，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)泊車(chē),、自動(dòng)導(dǎo)航等,。不久前的2022 CES上，不少科技公司和傳統(tǒng)供應(yīng)商為L(zhǎng)3級(jí)自動(dòng)駕駛正式落地提供了多樣化的解決方案,，首款L4級(jí)的自動(dòng)駕駛汽車(chē)也有望于2024年面世,。
對(duì)自動(dòng)駕駛方案而言，傳感器就是車(chē)的“眼睛”,，目前主流的自動(dòng)駕駛汽車(chē)的“眼睛”有四類(lèi)：毫米波雷達(dá),、激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá),、攝像頭。他們各有特點(diǎn),，在ADAS的應(yīng)用普及階段,，多種傳感器融合也是未來(lái)的趨勢(shì),，而毫米波雷達(dá)將率先成為ADAS系統(tǒng)主力傳感器。近年來(lái)針對(duì)這雙“眼睛”的研究可謂是如火如荼,，一些領(lǐng)先的企業(yè)也已經(jīng)推出了毫米波雷達(dá)解決方案,。近期， 德州儀器(TI)就在ADAS領(lǐng)域推出了全新的AWR2944車(chē)載毫米波雷達(dá)傳感器及其解決方案,，可幫助汽車(chē)制造商改進(jìn)ADAS的物體感應(yīng)能力,。
ADAS設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)與趨勢(shì)
剛過(guò)去的2021年被視為中國(guó)汽車(chē)自動(dòng)化元年，這一年很多車(chē)廠推出了自動(dòng)駕駛和輔助駕駛的車(chē)型,，出現(xiàn)百家爭(zhēng)鳴,、百花齊放的局面。ADAS由三部分組成：
一是感知,，通過(guò)雷達(dá)和傳感器技術(shù)去感應(yīng)外圍道路的情況,；
二是決策，通過(guò)處理器對(duì)數(shù)據(jù)的分析,，對(duì)自動(dòng)駕駛的決策機(jī)制給出控制策略,。
三是執(zhí)行，通過(guò)主機(jī)控制汽車(chē),，完成對(duì)車(chē)體的控制,，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)和輔助人員駕駛。
（圖源：TI公司）
隨著易于實(shí)施且具有成本效益的ADAS的普及,，汽車(chē)安全性和便利性功能將更主流,、更實(shí)惠。德州儀器 (TI) 中國(guó)區(qū)汽車(chē)事業(yè)部總經(jīng)理蔡征指出,，自動(dòng)駕駛給車(chē)企帶來(lái)了新機(jī)遇,，同時(shí)也帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，包括國(guó)家法規(guī),、功能安全要求,、車(chē)型上市時(shí)間，以及為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng),、輔助駕駛所付出的成本,，這些決定了這款汽車(chē)能否在市場(chǎng)上得到認(rèn)可和關(guān)注。
針對(duì)ADAS領(lǐng)域的趨勢(shì),，蔡征指出以下三大方向?qū)⒅鲗?dǎo)和推進(jìn)ADAS領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展：
一是相關(guān)法規(guī),，有新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程(NCAP)、聯(lián)合國(guó)第79號(hào)條例等,，對(duì)自動(dòng)駕駛的方向和碰撞情況提出了更高的要求,，這些要求會(huì)推動(dòng)ADAS技術(shù)不斷進(jìn)步。
二是汽車(chē)的架構(gòu),，好的汽車(chē)架構(gòu)能夠復(fù)用,，從而大大加快迭代速度,，同時(shí)降低成本。
三是新興傳感技術(shù)在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域中不斷推廣和應(yīng)用,，如77GHz毫米波雷達(dá)和60GHz毫米波雷達(dá)在DMS和自動(dòng)輔助泊車(chē)上大量的使用,，這也是TI推出AWR2944的重要原因。
TI的ADAS布局
經(jīng)過(guò)在自動(dòng),、輔助駕駛領(lǐng)域十余年的耕耘,，TI的產(chǎn)品涵蓋了自動(dòng)駕駛的各個(gè)領(lǐng)域，通過(guò)子系統(tǒng)級(jí)別的設(shè)計(jì)可以讓客戶和Tier 1更快地設(shè)計(jì)出符合法規(guī)和自身系統(tǒng)要求的產(chǎn)品,。
蔡征介紹,，TI針對(duì)ADAS系統(tǒng)相關(guān)的產(chǎn)品有三大種類(lèi)：
一是感知，包括毫米波雷達(dá),，通過(guò)毫米波雷達(dá)技術(shù)可以將車(chē)外和車(chē)內(nèi)駕駛員的情況數(shù)字化,，傳遞給處理器。
二是處理,，TI的處理器經(jīng)歷了TDA2x,、TDA4x等迭代，在汽車(chē)處理器產(chǎn)品上已經(jīng)積累了10年以上的經(jīng)驗(yàn),。
三是通訊,，隨著感知能力的不斷提升，對(duì)數(shù)據(jù)吞吐量的要求也不斷增加,，涉及到從傳感器端以高速的信號(hào)鏈路傳遞給處理器的過(guò)程,。TI提供了加串/解串產(chǎn)品，能夠最大程度上滿足自動(dòng)駕駛系統(tǒng)對(duì)于數(shù)據(jù)吞吐量不斷提高的需求,。
TI的ADAS產(chǎn)品類(lèi)別（圖源：TI公司）
TI在ADAS技術(shù)上所提供的產(chǎn)品包括毫米波雷達(dá)傳感器,、基于ARM的處理器、高速信號(hào)處理傳輸?shù)漠a(chǎn)品,，以及針對(duì)所有產(chǎn)品的PMIC (Power Management IC)電源管理解決方案,，可給整車(chē)系統(tǒng)提供完整的電源管理子系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
TI第二代單芯片方案AWR2944
感知是自動(dòng)駕駛中至關(guān)重要的一環(huán),，如果汽車(chē)的這雙感知的“眼睛”不清楚,，相當(dāng)于人類(lèi)司機(jī)的散光、近視,、色盲……自然無(wú)法安全駕駛,。隨著自動(dòng)駕駛對(duì)系統(tǒng)要求的不斷提升，對(duì)于感知的精度和準(zhǔn)確度也提出更高的要求,。
2020年12月,，TI推出了第二代前級(jí)芯片AWR2243，在業(yè)界得到了很高的好評(píng)度,。TI近期推出的AWR2944是其毫米波產(chǎn)品中第二代單芯片方案,，將提升車(chē)輛在快速物體檢測(cè),、盲點(diǎn)監(jiān)控以及高效的轉(zhuǎn)彎和拐角導(dǎo)航等方面的性能,，為汽車(chē)制造商實(shí)現(xiàn)無(wú)碰撞駕駛體驗(yàn)的愿景鋪平了道路,。
AWR2944高性能單芯片解決方案（圖源：TI公司）
與目前的雷達(dá)傳感器相比，尺寸減小了 30%,；集成四個(gè)發(fā)送器,，分辨率提升 33%，可使車(chē)輛更清晰地探測(cè)障礙物并避免碰撞,；在AWR2944內(nèi)部集成了硬件加速單元,，提供基于多普勒分多址技術(shù)(DDMA)的信號(hào)處理能力，可在比之前距離遠(yuǎn) 40% 的范圍內(nèi)感知迎面駛來(lái)的車(chē)輛,；RF綜合性能也有了提升,，相比AWR2243提升了50%。
AWR2944還增加了片上內(nèi)存,，適合更多的高級(jí)算法的應(yīng)用,。加上芯片內(nèi)部用于數(shù)據(jù)壓縮的硬件引擎，可以對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮,，進(jìn)而提高可訪問(wèn)的片內(nèi)內(nèi)存,。
AWR2944也是符合AEC-Q100認(rèn)證的芯片，符合ASIL-B級(jí)要求,。
德州儀器 (TI) 中國(guó)區(qū)嵌入式產(chǎn)品系統(tǒng)與應(yīng)用總監(jiān)蔣宏表示,，TI對(duì)AWR2944芯片寄予厚望，希望能夠給國(guó)內(nèi)客戶的角雷達(dá)和前向雷達(dá)的性能升級(jí)帶來(lái)幫助,。AWR2944也非常適合將來(lái)L3,、L4級(jí)別的自動(dòng)駕駛系統(tǒng)，一些案例中,，L3以上可能有8個(gè)雷達(dá)或者更多前角雷達(dá),，另外駕駛艙內(nèi)有一些其他的應(yīng)用，AWR2944也能滿足系統(tǒng)需要,。TI還有60GHz的毫米波雷達(dá)產(chǎn)品可以用于智能座艙,，對(duì)駕駛員的體征檢測(cè)、手勢(shì)識(shí)別也是TI重要的發(fā)展領(lǐng)域,。
一個(gè)產(chǎn)品或技術(shù)的普及往往需要在性能和成本上找到合適的平衡點(diǎn),，現(xiàn)在很多車(chē)上的傳感器是5R1V（即5個(gè)毫米波雷達(dá)、1個(gè)視覺(jué)傳感器）,，以后可能是8R甚至更高,。隨著車(chē)上的傳感器越來(lái)越多，如何滿足車(chē)廠對(duì)性價(jià)比方面的要求,？蔣宏表示,，在TI的傳感器里采用RFCMOS做高集成,，帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)就是高性價(jià)比，因?yàn)榭梢杂脝纹鉀Q以前用三個(gè)子系統(tǒng)組成的毫米波傳感器,。
針對(duì)傳感器融合的趨勢(shì),，除了毫米波雷達(dá)，TI還有TDA2x和TDA4x等汽車(chē)處理器,，TI的毫米波雷達(dá)和TDA4x是一個(gè)很好的組合,。此外，TI還有很多電源管理芯片,，以及信號(hào),、數(shù)據(jù)傳輸方面的器件，可以給提供全套的解決方案,。
據(jù)蔣宏介紹,，AWR2243目前已經(jīng)量產(chǎn)了，AWR2944是AWR294x家族的產(chǎn)品之一,，未來(lái)會(huì)有更多不同配置的版本推出,，且都是引腳對(duì)引腳兼容的產(chǎn)品。毫米波雷達(dá)是TI的重點(diǎn)發(fā)展方向,，TI正在規(guī)劃第三代毫米波雷達(dá),，隨著開(kāi)發(fā)進(jìn)展的深入，未來(lái)將會(huì)帶來(lái)更多新產(chǎn)品及應(yīng)用,。
自動(dòng)駕駛的普及將對(duì)整個(gè)社會(huì)帶來(lái)深遠(yuǎn)的影響,，安全的自動(dòng)、輔助駕駛能夠改善城市交通,，大大提升出行效率和行駛體驗(yàn),。聯(lián)合國(guó)第79號(hào)條例的新機(jī)動(dòng)車(chē)輛安全要求和更新的新車(chē)評(píng)價(jià)規(guī)程(NCAP)標(biāo)準(zhǔn)生效后，汽車(chē)制造商必須改進(jìn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng),，從而支持高級(jí)駕駛輔助和自動(dòng)駕駛功能,。希望通過(guò)產(chǎn)業(yè)上下游共同努力，自動(dòng)駕駛行業(yè)能更快更好地發(fā)展,，切實(shí)為乘客帶去更多的安全,，成為馬路上的保護(hù)傘，爭(zhēng)取努力一步步向“零事故”目標(biāo)邁進(jìn),。
