汽車市場(chǎng)的迅猛發(fā)展不僅讓整車廠商興奮，半導(dǎo)體廠商也從中看到了希望。據(jù)LMC Automotive統(tǒng)計(jì)，2016年全球新車產(chǎn)量約為9310萬(wàn)輛，超過(guò)1億輛指日可待。這些車輛都需要先進(jìn)的半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)做支撐，以滿足消費(fèi)者對(duì)汽車更安全、更智能和更高效的要求。Strategy Analytics 數(shù)據(jù)顯示，2017年所生產(chǎn)的每輛汽車的半導(dǎo)體價(jià)值約為324美元，未來(lái)這一價(jià)值會(huì)逐年上升。因此很多半導(dǎo)體廠商加大了對(duì)汽車市場(chǎng)的關(guān)注，提前推出相關(guān)產(chǎn)品線以服務(wù)于汽車產(chǎn)品。
作為半導(dǎo)體領(lǐng)域的重量級(jí)公司，TI也不想錯(cuò)過(guò)這一市場(chǎng)機(jī)遇，在最近的媒體發(fā)布會(huì)上，TI詳細(xì)講述了自己在汽車市場(chǎng)的現(xiàn)狀及布局。TI全球汽車系統(tǒng)業(yè)務(wù)總監(jiān)Heinz-Peter Beckemeyer介紹，“TI在汽車領(lǐng)域已經(jīng)有35年的歷史，最初為被動(dòng)安全市場(chǎng)開發(fā)設(shè)備，如氣囊、車身穩(wěn)定系統(tǒng)的核心安全器件。此后，TI在其廣泛的嵌入式處理、模擬信號(hào)鏈、電源管理和DLP顯示產(chǎn)品組合中開發(fā)了汽車級(jí)產(chǎn)品。去年TI推出的汽車市場(chǎng)產(chǎn)品就比2014年多出兩倍。TI重點(diǎn)關(guān)注四大關(guān)鍵汽車細(xì)分市場(chǎng)，包括高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、車身電子元件和照明系統(tǒng)、信息娛樂(lè)系統(tǒng)和儀表組和混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車。”
左：德州儀器（TI）中國(guó)區(qū)汽車事業(yè)部總經(jīng) 理沈源
右：德州儀器（TI）全球汽車系統(tǒng)業(yè)務(wù)總監(jiān) Heinz-Peter Beckemeyer
ADAS：幫汽車開發(fā)商創(chuàng)建自動(dòng)駕駛所需的高級(jí)功能
自動(dòng)駕駛發(fā)展勢(shì)頭迅猛，谷歌自動(dòng)駕駛汽車已經(jīng)上路測(cè)試，百度阿波羅平臺(tái)已經(jīng)開源，小米也有傳言要造車，但是自動(dòng)駕駛環(huán)境非常復(fù)雜，怎樣讓系統(tǒng)做出實(shí)時(shí)有效的判斷？怎樣讓汽車更加智能地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)？針對(duì)ADAS市場(chǎng)，TI提供的不僅是單個(gè)產(chǎn)品，而是整體方案；不僅包括傳感器融合，還包括基于攝像頭（前置攝像頭、后視和全景系統(tǒng)、后視鏡替代和駕駛員監(jiān)控）以及基于雷達(dá)（盲點(diǎn)警告和避免碰撞）的技術(shù)。
汽車系統(tǒng)需要安全功能，汽車開發(fā)商很可能都熟悉ISO 26262標(biāo)準(zhǔn)，他們可通過(guò)TI的SafeTI設(shè)計(jì)包實(shí)現(xiàn)，ADAS解決方案中使用SafeTI組件，如傳感器、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、MCU和電源產(chǎn)品，可幫助設(shè)計(jì)人員滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的功能安全要求，同時(shí)管理系統(tǒng)和隨機(jī)故障，加快上市時(shí)間。除ADAS技術(shù)外，該功能安全標(biāo)準(zhǔn)還適用于其他安全相關(guān)的汽車系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)向、制動(dòng)、電動(dòng)汽車牽引逆變器和電動(dòng)汽車車載充電系統(tǒng)。
針對(duì)產(chǎn)品融合，TI在ADAS系統(tǒng)里就把嵌入式處理器和模擬產(chǎn)品融合在一起。Heinz-Peter Beckemeyer解釋，“在ADAS的參考設(shè)計(jì)里，我們提供多個(gè)攝像頭，比如環(huán)視、前視、后視攝像頭，每個(gè)攝像頭基本都是百萬(wàn)像素級(jí)別。而在一個(gè)汽車系統(tǒng)里可能包含很多攝像頭，這對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)處理、帶寬、傳輸都帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。具有MIPI CSI-2輸出的四攝像頭集線器汽車ADAS參考設(shè)計(jì)，使得開發(fā)人員能夠連接4個(gè)130萬(wàn)像素的攝像頭創(chuàng)建集線器設(shè)計(jì)。每個(gè)攝像頭使用FPD-LinkIII連接到四端口解串器。該設(shè)計(jì)也允許連接其他類型的傳感器，用于傳感器融合用途，該參考設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)輕松連接更多攝像頭到ADAS系統(tǒng)。第二個(gè)參考設(shè)計(jì)——具有集成ISP和DVP輸出的四攝像頭集線器汽車ADAS 參考設(shè)計(jì)，可以通過(guò)使多達(dá)四個(gè)130萬(wàn)像素的攝像頭連接到ADAS系統(tǒng)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。它通過(guò)將四個(gè)攝像頭輸入組合成兩個(gè)并行視頻端口來(lái)簡(jiǎn)化系統(tǒng)，每個(gè)攝像頭通過(guò)一根同軸電纜連接到集線器，板上有兩個(gè)ISP處理和導(dǎo)出視頻；該參考設(shè)計(jì)在ADAS系統(tǒng)中復(fù)制數(shù)據(jù)，減少接線。”
車身電子元件和照明：為全車提供便利性、舒適性
隨著汽車產(chǎn)品的演進(jìn)，駕駛體驗(yàn)是用戶選擇購(gòu)買哪輛汽車的關(guān)鍵點(diǎn)，于是我們看到在車身點(diǎn)在元件系統(tǒng)中，逐步加入了更多智能控制，包括交互式人機(jī)界面（HMI）、手勢(shì)和語(yǔ)音控制，自動(dòng)變光鏡和天窗的光學(xué)感應(yīng)，以及背光LED按鈕和旋鈕。這對(duì)車身設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，最大的挑戰(zhàn)是怎樣更快速、更方便地做好設(shè)計(jì)去應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的變化和需求？
TI有豐富的產(chǎn)品系列可以讓客戶快速升級(jí)迭代，去應(yīng)對(duì)不同車型和不同的市場(chǎng)需求。Heinz-Peter Beckemeyer列舉了一個(gè)實(shí)例，他講道，“一輛車?yán)镉泻芏嚅_關(guān)需要檢測(cè)，比如車燈有沒(méi)有打開？車窗是開還是關(guān)？TI為此推出了用于汽車車身控制模塊的多路開關(guān)檢測(cè)接口（簡(jiǎn)稱MSDI）。MSDI可同時(shí)支持24路信號(hào)輸入處理，集成度很高，而且可以有效地降低98%的系統(tǒng)能耗。車身電子另外一個(gè)部分就是汽車照明系統(tǒng)，從最開始的鹵素、疝氣大燈到現(xiàn)在的LED照明，整個(gè)汽車燈光設(shè)計(jì)會(huì)越來(lái)越有挑戰(zhàn)。TI的解決方案可以給到工程師容易、簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)，以及更加有可靠性的設(shè)計(jì)，使用脈寬調(diào)制（PWM）來(lái)減少外部汽車照明系統(tǒng)，無(wú)需微控制器，但是精度優(yōu)于2%占空比。該設(shè)計(jì)的輸入級(jí)經(jīng)EMI/EMC濾波可直接由車載電池供電。”
加快信息娛樂(lè)系統(tǒng)在汽車中的應(yīng)用
下一代信息娛樂(lè)和儀表組系統(tǒng)正在通過(guò)集成娛樂(lè)、多媒體和信息功能，在車輛中模擬智能手機(jī)創(chuàng)建交互式和聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)。而目前所面臨的最大挑戰(zhàn)是要在整車上傳輸大量數(shù)據(jù)，而且是在更大范圍內(nèi)安全傳輸，這不僅需要高性能處理器，還需要能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)距離安全性的高級(jí)功能連接。TI的汽車被動(dòng)媒體集線器參考設(shè)計(jì)是一種USB Type-C參考設(shè)計(jì)，具有充電和增強(qiáng)數(shù)據(jù)路徑性能。消費(fèi)者可以很容易地把手機(jī)、電腦、平板中的音/視頻系統(tǒng)在汽車的主機(jī)上顯示出來(lái)。TI DA-00743 參考設(shè)計(jì)是一個(gè)小型模塊，設(shè)計(jì)用于評(píng)估經(jīng)典 AB 類音頻功率放大器模塊專用系統(tǒng)中的數(shù)字輸入 D 類音頻放大器，它可以很完美地替代現(xiàn)有的A/B 類功放，并實(shí)現(xiàn)更輕、更節(jié)能、更高效的設(shè)計(jì)。
48V電源系統(tǒng)，讓汽車減重并提高效率
隨著更先進(jìn)的功能和技術(shù)被添加到車輛中，汽車對(duì)電力的需求也日益增高，傳統(tǒng)的12V電源比較緊張，汽車電源系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)向更高的48V電源系統(tǒng)，而增加48V電源系統(tǒng)并不像安裝更大的電池那么簡(jiǎn)單。TI的汽車參考設(shè)計(jì)是用于12 V/48 V汽車系統(tǒng)的四相雙向直流-直流轉(zhuǎn)換器開發(fā)平臺(tái)，例如用于輕型混合動(dòng)力汽車（HEV）中，該系統(tǒng)使用兩個(gè)電流控制器和一個(gè)MCU進(jìn)行功率級(jí)控制。
針對(duì)48V電源系統(tǒng)的推廣問(wèn)題，Heinz-Peter Beckemeyer表示，“TI在汽車電源設(shè)計(jì)方面經(jīng)驗(yàn)豐富，而且是系統(tǒng)方面的經(jīng)驗(yàn)，目前我們的48V系統(tǒng)已經(jīng)被全球很多廠家選用，可以讓汽車設(shè)計(jì)人員更快地完成整個(gè)設(shè)計(jì)。48V最有效地是可以讓原有電池降低一些負(fù)擔(dān)，畢竟現(xiàn)在的零部件對(duì)內(nèi)耗要求越來(lái)越高，48V系統(tǒng)對(duì)那些千瓦級(jí)功耗要求的部件來(lái)講，會(huì)有很好的分擔(dān)，從而達(dá)到降低排放。另外，增加48V系統(tǒng)以后，對(duì)電源線纜的要求也會(huì)大大的降低。從而可以用更細(xì)、更輕的電纜實(shí)現(xiàn)同樣能源的傳輸，這也有利于降低整車能耗。48V電源系統(tǒng)對(duì)汽車廠家也有挑戰(zhàn)，所有后續(xù)大能耗設(shè)備可能都要重新設(shè)計(jì)，這不是短期可以完成的，但是隨著大家越來(lái)越重視能耗，廠家一定會(huì)往這個(gè)方向繼續(xù)前進(jìn)。”
“2013年，汽車業(yè)務(wù)收入只占到TI全部營(yíng)收的12%，到2016年已經(jīng)占到18%。TI在其產(chǎn)品組合中擁有2000多個(gè)汽車半導(dǎo)體，目前TI擁有一個(gè)大型參考設(shè)計(jì)庫(kù)，擁有超過(guò)100種汽車參考設(shè)計(jì)，能夠?yàn)槠囅到y(tǒng)的發(fā)展提供全方位的支持。” Heinz-Peter Beckemeyer補(bǔ)充。 |
