《電子技術(shù)應(yīng)用》
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【回顧與展望】德州儀器:模擬芯片版圖擴(kuò)至AI

2025-01-22
來(lái)源:德州儀器

【編者按】2024年,,半導(dǎo)體市場(chǎng)在AI,、消費(fèi)電子,、汽車電子,、工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的推動(dòng)下,實(shí)現(xiàn)了顯著復(fù)蘇和快速增長(zhǎng),,模擬芯片復(fù)蘇信號(hào)明顯,,在2025年,,半導(dǎo)體市場(chǎng)能否繼續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),汽車半導(dǎo)體,、工業(yè)自動(dòng)化等哪些細(xì)分領(lǐng)域更值得期待,?日前,德州儀器對(duì)本站記者介紹了該公司對(duì)于的展望和公司的未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略,。

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六大新品助力業(yè)務(wù)持續(xù)增長(zhǎng)

TMS320TMS320F28P55X 系列 :集成了邊緣人工智能 (AI) 神經(jīng)處理單元(NPU),,提供了24個(gè)高精度PWM通道以及最多39個(gè)ADC通道。TMS320F28P55X是TI首次在C2000系列中引入NPU,,以應(yīng)對(duì)當(dāng)前工業(yè)和汽車領(lǐng)域?qū)崟r(shí)控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)更智能的實(shí)時(shí)控制的趨勢(shì),。該產(chǎn)品已應(yīng)用于電弧檢測(cè)中,幫助降低系統(tǒng)成本并縮小系統(tǒng)尺寸,;還可應(yīng)用于馬達(dá)驅(qū)動(dòng)故障檢測(cè),,其故障檢測(cè)準(zhǔn)確率高達(dá)99%。

全新 F29H85x 系列:一款搭載新型C29內(nèi)核的產(chǎn)品,,該內(nèi)核是TI時(shí)隔二十三年后的迭重大更新,,其處理位寬從32位躍升至64位,并配備了超長(zhǎng)指令級(jí)架構(gòu),,使得單個(gè)指令周期最多能并行完成8條指令,。這一改進(jìn)使得基礎(chǔ)運(yùn)算性能相較于C28提高了2倍以上。以FFT為例,,C29的FFT性能相較于C28提高了5倍,;對(duì)于馬達(dá)控制所需要的數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)講,C29的平均性能會(huì)是C28的1.8倍,;對(duì)于數(shù)字電源變換的一些數(shù)學(xué)運(yùn)算,,C29的運(yùn)算性能會(huì)是C28的2.8倍。F29H85x可廣泛應(yīng)用于眾多實(shí)時(shí)控制領(lǐng)域,。例如,在汽車的OBC(車載充電機(jī)),、DC/DC轉(zhuǎn)換器以及主機(jī)MCU的集成式架構(gòu),、多電機(jī)的牽引逆變器以及助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、最新的電源結(jié)構(gòu),、在線UPS以及機(jī)器人領(lǐng)域,。此外,F(xiàn)29H85x系列還天然支持兩大安全領(lǐng)域:功能安全與信息安全,。其完整性等級(jí)可達(dá)到汽車安全完整性等級(jí) ASIL-D 和 SIL-3,。

超小型 DLP? 顯示控制器:DLPC8445顯示控制器尺寸僅為9mm × 9mm,相比上一代尺寸縮小 90%,,可助力家用投影儀,、游戲投影儀和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡等消費(fèi)類應(yīng)用實(shí)現(xiàn)緊湊設(shè)計(jì),。設(shè)計(jì)人員可以在尺寸大幅縮小的情況下復(fù)刻出沉浸式高端游戲顯示器的體驗(yàn),顯示延遲為亞毫秒級(jí),,幀速率高達(dá) 240Hz,。

采用MagPack磁性封裝技術(shù)的電源模塊產(chǎn)品:德州儀器于2024年推出的六款新型電源模塊通過(guò)采用其專有的磁性封裝技術(shù)——MagPack,為工程師提供了緊湊且高效的解決方案,。與前代產(chǎn)品相比,,電源模塊的尺寸縮小多達(dá) 23%;在保持同樣的散熱性能的前提條件下,,電源模塊的功率密度增加一倍,。MagPack采用德州儀器特有的 3D 封裝成型工藝,可更大限度地減小電源模塊的高度,、寬度和深度,,從而縮小了解決方案的尺寸、提高了密度,,在更小的空間內(nèi)提供更大的輸出功率,。此外,該磁性封裝技術(shù)采用一種以專有新型設(shè)計(jì)材料制成的集成功率電感器,。通過(guò)采用該類電源模塊,,工程師可以更容易地獲得高功率密度、低溫,、低 EMI 輻射,、高轉(zhuǎn)換效率的電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其中的三款超小型 6A 電源模塊 (TPSM82866A,、TPSM82866C 和 TPSM82816)可以提供每平方毫米 1A 的電流輸出能力,,將電磁干擾 (EMI) 輻射降低 8dB,同時(shí)將效率提升高達(dá) 4%,。就TPSM82816這一型號(hào)而言,,效率比前一代產(chǎn)品提高了4%,熱阻降低了17%,,并且安全工作溫度區(qū)間提高了10度,,這是一個(gè)非常大的飛躍。MagPack技術(shù)能夠有效提高電源模塊的功率密度,、效率和熱性能,,在提升易用性的同時(shí),降低工業(yè),、企業(yè)和通信應(yīng)用中的電磁干擾,,可助力電源設(shè)計(jì)人員適應(yīng)重塑行業(yè)格局的電源發(fā)展趨勢(shì),即在更小的空間內(nèi)高效地提供更大的輸出功率,。

DRV7308 氮化鎵智能功率模塊:通過(guò)采用氮化鎵 (GaN) 技術(shù),,工程師可以實(shí)現(xiàn) 99% 以上的驅(qū)動(dòng)器效率,,并且改善電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)熱,無(wú)需外部散熱器,;與現(xiàn)有的 IGBT 和 MOSFET 的解決方案相比,,功率損耗減少了 50%,電機(jī)驅(qū)動(dòng)逆變器的印刷電路板尺寸可以縮減高達(dá)55%,。此外,,實(shí)現(xiàn)了業(yè)內(nèi)較低的死區(qū)時(shí)間和較低的傳播延遲(均小于 200ns),支持更高的脈寬調(diào)整開(kāi)關(guān)頻率,,從而減少聽(tīng)覺(jué)噪音和系統(tǒng)振動(dòng),。順應(yīng)家電小型化趨勢(shì),DRV7308面向 150W 至 250W 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用,,能夠幫助解決工程師在設(shè)計(jì)大型家用電器及加熱,、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 系統(tǒng)時(shí)通常面臨的許多設(shè)計(jì)和性能折衷問(wèn)題,助力提升系統(tǒng)效率和可靠性,。

AWR2544 單芯片雷達(dá)傳感器:德州儀器于2024年推出了AWR2544 單芯片雷達(dá)傳感器,。它是業(yè)界首款為衛(wèi)星架構(gòu)設(shè)計(jì)的雷達(dá)傳感器。在衛(wèi)星架構(gòu)中,,雷達(dá)傳感器使用傳感器融合算法將經(jīng)過(guò)部分處理的數(shù)據(jù)輸出到中央處理器以用于 ADAS 決策,,并利用 360 度傳感器覆蓋范圍來(lái)實(shí)現(xiàn)更高水平的車輛安全。AWR2544 單芯片雷達(dá)傳感器還采用了波導(dǎo)接口封裝 (LOP) 技術(shù),。LOP 技術(shù)支持在印刷電路板的另一面安裝 3D 波導(dǎo)天線,,有助于將傳感器的尺寸減小多達(dá) 30%。LOP 技術(shù)還支持通過(guò)單個(gè)芯片使傳感器范圍擴(kuò)展至 200m 以上,。在衛(wèi)星架構(gòu)中,,這些特性可以幫助汽車制造商提高 ADAS 智能水平,以提高車輛的自主性,,進(jìn)而能夠在更遠(yuǎn)的距離做出更明智的決策,。

汽車半導(dǎo)體伴隨SDV共同推動(dòng)汽車創(chuàng)新向前發(fā)展

汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化和軟件化進(jìn)程給行業(yè)帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),,德州儀器憑借在汽車領(lǐng)域積累了數(shù)十年的經(jīng)驗(yàn),,通過(guò)模擬和嵌入式創(chuàng)新技術(shù)助力實(shí)現(xiàn)更安全、更智能,、更可持續(xù)的汽車系統(tǒng)。現(xiàn)如今,,汽車中半導(dǎo)體組件的占比持續(xù)攀升,,且這一增長(zhǎng)勢(shì)頭有增無(wú)減。德州儀器廣泛涉足汽車電子系統(tǒng)的各個(gè)領(lǐng)域,,致力于提供多樣化產(chǎn)品,,以契合市場(chǎng)趨勢(shì)與客戶需求,。德州儀器將與各大汽車制造商合作,共同推動(dòng)汽車創(chuàng)新向前發(fā)展,。

軟件定義車輛是汽車市場(chǎng)的一大趨勢(shì),。這是一種由軟件而非硬件控制操作、設(shè)計(jì)和用戶體驗(yàn)的汽車,。采用軟件優(yōu)先的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)使制造商能夠隨著時(shí)間的推移改進(jìn)車輛,,并為駕駛員和乘客提供新的體驗(yàn)和定制。軟件定義車輛將軟件集中化,,并將硬件與軟件分離,,從而實(shí)現(xiàn)快速創(chuàng)新。軟件利用來(lái)自處理器,、微控制器 (MCU) 和傳感器的數(shù)據(jù)能夠優(yōu)化車輛的整體性能并幫助提高安全性,,例如 高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 或電池監(jiān)控和定制。隨著行業(yè)設(shè)計(jì)的芯片變得更加智能,,并且可以進(jìn)行編程或修改以采用新功能,,設(shè)計(jì)工程師必須為其編寫軟件。

區(qū)域架構(gòu)是汽車領(lǐng)域的另一個(gè)趨勢(shì),,有助于實(shí)現(xiàn)軟件定義車輛,。和按照電子控制單元 (ECU) 在車輛中的功能進(jìn)行分組的域架構(gòu)相比,區(qū)域架構(gòu)按照它們?cè)谲囕v中的位置進(jìn)行分組,。這些基于位置的 ECU(也稱為區(qū)域控制模塊)利用現(xiàn)有和新的網(wǎng)絡(luò)接口,,旨在實(shí)現(xiàn)車輛硬件和軟件架構(gòu)的集中化。憑借支持軟件定義車輛愿景的區(qū)域架構(gòu),,汽車制造商正在重新定義下一階段的駕駛員個(gè)性化,、安全性和便利性。隨著車輛中傳感器和執(zhí)行器數(shù)量的增加,,車內(nèi)需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也在增加,。每個(gè) ECU 都需要與傳感器、執(zhí)行器和其他 ECU 通信,,以準(zhǔn)確執(zhí)行運(yùn)動(dòng)和安全功能,。幸運(yùn)的是,區(qū)域架構(gòu)減少了布線,、重量和成本,,從而更好地優(yōu)化軟件定義車輛。

邊緣AI應(yīng)用將更加廣泛

將邊緣 AI 融入到日常應(yīng)用中將改善我們的生活,,使產(chǎn)品更易于使用,、更安全、更高效,。在工廠中,,邊緣 AI 可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)故障檢測(cè),。在電機(jī)故障造成整個(gè)系統(tǒng)損壞之前捕捉電機(jī)故障,進(jìn)而確定預(yù)測(cè)性維護(hù)的模式,,可以實(shí)現(xiàn)更可靠,、更高效且更具成本效益的運(yùn)行。在可再生能源領(lǐng)域,,集成邊緣 AI 的太陽(yáng)能電池板可通過(guò)故障檢測(cè)及電涌預(yù)防在系統(tǒng)點(diǎn)火之前將其關(guān)閉,,不僅能夠提升系統(tǒng)安全性,還能促進(jìn)可再生能源的廣泛使用,。

支持工廠通信的連接技術(shù)將更加重要

隨著工業(yè) 4.0 的發(fā)展,,數(shù)字化、通信和自動(dòng)化能夠有效地提高工廠生產(chǎn)力并滿足不斷增長(zhǎng)的未來(lái)需求,。與此同時(shí),,使用有線和無(wú)線技術(shù)以應(yīng)對(duì)互聯(lián)工廠中的諸多挑戰(zhàn),同時(shí)兼顧簡(jiǎn)單性,、可擴(kuò)展性和安全性變得非常重要,。借TI助通信技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)重要數(shù)據(jù)的訪問(wèn),,從而支持工廠動(dòng)態(tài)調(diào)整工藝流程,。創(chuàng)建高性能的智能工廠,同時(shí)滿足最新的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),。

德州儀器SimpleLink? CC2340 無(wú)線 MCU 系列以經(jīng)濟(jì)的價(jià)格提供優(yōu)質(zhì)的射頻和功耗性能,,借助該系列,用戶可以快速輕松地將低功耗藍(lán)牙添加到更多中應(yīng)用,。其中,,德州儀器 CC2340R5 微控制器擁有低于 710 nA 的出色待機(jī)電流,有助于延長(zhǎng)電池壽命,;具有 512 KB 的閃存,,為工程師提供了卓越的靈活性和充足的代碼應(yīng)用空間。作為德州儀器全新無(wú)線微控制器 (MCU) 系列之一,,德州儀器 CC2345R5 微控制器同時(shí)還支持工程師擴(kuò)展射頻性能和連接范圍,。借助更大的內(nèi)存、更長(zhǎng)的電池壽命,、更寬的溫度范圍,,工程師能夠以經(jīng)濟(jì)的價(jià)格實(shí)現(xiàn)例如醫(yī)療設(shè)備、樓宇自動(dòng)化,、個(gè)人護(hù)理等更多日常連接應(yīng)用,。

面向區(qū)域架構(gòu)趨勢(shì)的連接技術(shù)。區(qū)域架構(gòu)是可以幫助實(shí)現(xiàn)軟件定義汽車的一個(gè)趨勢(shì),區(qū)域控制模塊可通過(guò)利用現(xiàn)有和新的網(wǎng)絡(luò)接口來(lái)集中車輛的硬件和軟件架構(gòu),。其中包含以太網(wǎng)通信技術(shù)、高速串行總線技術(shù),、視頻接口技術(shù),、隔離技術(shù)、低功耗藍(lán)牙技術(shù),、USB Type-C解決方案,。


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