《電子技術(shù)應(yīng)用》
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入門:溫度傳感選擇,傳統(tǒng)NTC與線性PTC

2022-08-31
來源:電子發(fā)燒友網(wǎng)
關(guān)鍵詞: PTC NTC 溫度傳感器

  電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道(文/李寧遠(yuǎn))從可穿戴設(shè)備到虛擬助手,再到汽車?yán)走_(dá)/激光雷達(dá),,各種傳感器在邊緣設(shè)備中的使用越來越多,這不僅要求SoC在DSP性能和低功耗/面積之間取得最佳平衡,,還要求SoC開發(fā)人員能夠輕松擴(kuò)展其硬件架構(gòu)以處理不同數(shù)量的數(shù)據(jù)流,。

  Sensor Fusion傳感器融合

  傳感器融合的目的簡單來說,就是結(jié)合大量傳感設(shè)備的數(shù)據(jù)得出更精準(zhǔn)的結(jié)果,。因?yàn)楦黝悅鞲衅鞫加凶约旱膬?yōu)劣勢,,不可能從單一傳感獲得我們所需要的所有功能,,因此sensor fusion傳感器融合這一概念應(yīng)運(yùn)而生。得益于MEMS技術(shù)的發(fā)展以及傳感器成本在逐漸下降,,很多傳感設(shè)備都能應(yīng)用到這一概念中來,。

  其中在日常生活中,已經(jīng)有很多sensor fusion的應(yīng)用,,一個(gè)大家都會用到的例子就是計(jì)步器,。要達(dá)到比較精準(zhǔn)的步伐計(jì)算,通常會融合加速度計(jì),、陀螺儀,、磁力儀等等。有的計(jì)步器為了感知周圍環(huán)境還會加上壓力傳感器,、溫度傳感器,。這種簡單的應(yīng)用不需要太高的運(yùn)算能力,小型MCU上的幾十個(gè)MIPS就足夠,。

  涉及全屋智能,、汽車自動駕駛ADAS這種場景sensor fusion就復(fù)雜多了,會涉及很多交互,、感知,、識別。這種場景計(jì)算要求很高,,而且需要動態(tài)管理計(jì)算資源,,并且通常來說,這類應(yīng)用里功耗都是受限的,。

  sensor fusion是一個(gè)基礎(chǔ)模塊,,有了它,便可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的定位,、穩(wěn)定的目標(biāo)檢測以及穩(wěn)定的單目標(biāo)多目標(biāo)跟蹤,。sensor fusion并不是簡單的傳感器堆疊,它是傳感器的屬性合一,。以現(xiàn)在最火熱的汽車ADAS應(yīng)用來說,,攝像頭、Lidar以及Radar的融合是最常見的,。這些傳感器進(jìn)行融合的先決條件,,是傳感器必須在一個(gè)共同參考系中,同時(shí)傳感器必須能夠以某些方式同步或者能用一個(gè)通用的時(shí)間參考,。

  時(shí)間同步是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié),,不同傳感器觸發(fā)方式不相同,原始數(shù)據(jù)幀率也各不相同,從10Hz到幾百Hz不等,。有的傳感器自帶時(shí)間基準(zhǔn),,有的需要外部時(shí)間戳。一般由硬件同步板卡來完成很高精度的時(shí)間同步,。

  Sensor Fusion異構(gòu)處理需求

  各式各樣的傳感設(shè)備意味著有著各式各樣的數(shù)據(jù)需要處理,,不同數(shù)據(jù)的處理可能有著天差地別的處理方式,因此有彈性的處理方式更契合現(xiàn)在的sensor fusion,。

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 ?。―SP與sensor fusion,Synopsys)

  因?yàn)檫@種應(yīng)用里包含了大量的運(yùn)算,,通用處理器已經(jīng)不太適合,,一般采用DSP或特定的硬件加速器。而硬件加速器只適用特定的應(yīng)用,,不太適合可能需要各種運(yùn)算的傳感器融合系統(tǒng),。而向量DSP有大量的并行處理,包括VLIW,,SIMD以及多核,,可以很好地滿足PPA的要求。

  DSP IP如何助力sensor fusion面臨的挑戰(zhàn),?

  在前端處理上,,DSP處理與傳感器相關(guān)的輸出信息,這些前端處理上往往會涉及包括F相關(guān)算術(shù)運(yùn)算,,比如FFT,,CFAR,以及線性代數(shù)和非線性代數(shù),,以及向量運(yùn)算等等基礎(chǔ)的資料處理運(yùn)算,。后端處理根據(jù)應(yīng)用會有很大的變化,像物體偵測,、物體識別,,物體追蹤等等應(yīng)用里DSP運(yùn)算會隨著時(shí)間不斷演進(jìn),運(yùn)算的資料形態(tài)也根據(jù)實(shí)際情況不盡相同,,運(yùn)算多樣彈性較高,。

  這里會涉及數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián),Lidar提供3D點(diǎn)云數(shù)據(jù),,圖像提供2D數(shù)據(jù),,毫米波雷達(dá)提供雷達(dá)點(diǎn),這些數(shù)據(jù)全部關(guān)聯(lián)起來需要進(jìn)行匹配計(jì)算做特征匹配,,會有大量的運(yùn)算需求,。DSP除了能提供這些前后端處理的計(jì)算能力,,也能夠分擔(dān)一些融合中和AI相關(guān)的計(jì)算任務(wù),。一個(gè)好的DSP IP很適合作為sensor fusion的運(yùn)算單元,,提供運(yùn)算的彈性,支援多樣的運(yùn)算,。

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 ?。ˋRC VPX DSP IP,Synopsys)

  什么樣的DSP IP可以降低sensor fusion在SoC層面面臨的挑戰(zhàn),?首先,,從一體式結(jié)構(gòu)來說,DSP IP需要提供豐富的接口集是很有必要的,,啟動器接口,、目標(biāo)總線接口以及支持外設(shè)和加速器集成的接口都需要支持。高效的數(shù)據(jù)移動能力不必多說,,這不僅需要能從內(nèi)存和外設(shè)中移動數(shù)據(jù)的高效DMA,,還要能提供在高內(nèi)存延遲上的恢復(fù)能力。最后,,一流的PPA當(dāng)然也是不能少的,,更高的運(yùn)算能力更少的功耗總是更好的。

  小結(jié)

  各種sensor fusion應(yīng)用推動了對更高效數(shù)字信號處理的需求,,采用經(jīng)過VLIW,,SIMD,多核等并行處理器技術(shù)優(yōu)化后的DSP IP,,可以在遵守單一編程環(huán)境的同時(shí)來優(yōu)化處理一系列sensor fusion應(yīng)用里的工作負(fù)載,。



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