德州仪器量产毫米波传感器,能否让汽车更智能
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据麦姆斯咨询报道,3D成像技术全球领导者Vayyar Imaging近日宣布推出全球最先进的毫米波3D成像系统级芯片,它集成了数量空前的收发器以及一款先进的DSP,带来高精度高分辨率的3D轮廓成像。

在推出世界上最精确的毫米波单芯片互补金属氧化物半导体传感器一年后,美国德州仪器公司近日宣布,开始量产高集成度超宽带AWR1642 及 IWR1642 毫米波传感器。

全球最先进的毫米波3D成像CMOS系统级芯片问世

此类传感器可支持76至81 GHz频率,并且能提供比竞争者高三倍的精确传感以及有最小的使用空间。目前,该芯片分别用于汽车和工业应用,包括车辆占用检测、建筑物数量计算、机器和人的交互等等。它们有望在2018年年底应用在车上,以驱动最先进的驾驶员辅助系统应用,应用包括长程、短程和中程雷达,可帮助汽车变得更加智能安全。

Vayyar在单颗芯片上集成了72个发射器和72个接收器,覆盖了3GHz-81GHz雷达和成像频段。凭借集成的大内存高性能DSP,Vayyar的传感器无需任何外部CPU执行复杂的成像算法。

此外,该公司表示,工程师们正在使用符合汽车要求的AWR1642传感器来检测车门和行李箱附近的空闲空间和障碍物、检测车厢的占用情况以及进行入侵者警报和智能自动泊车。车辆乘坐检测参考设计可提供使用AWR1642传感器检测车内人员的系统级概述和软件示例。

突破了目前传感器的技术枷锁,Vayyar这款新芯片能够支持超高的带宽,从而提供了前所未有的精度和高分辨率图像。Vayyar的传感器能够区分物体和人员,在构建大面积区域3D地图的同时,能够实现精确定位。其传感器可以实时地同时探测并分类各种目标。

IWR1642传感器是低功耗、自监控、超精确雷达系统的理想解决方案,适用于建筑自动化、工厂自动化、无人机、物料运输、交通监控和监视。人数计算和跟踪参考设计演示了该芯片如何进行室内和室外人员计数。交通监控物体检测和跟踪参考设计则演示了该技术如何实现交通监控和其他应用的远程感测。

通过使用宽带无线电波,这款传感器可以穿透不同类型的材料,并能在任何天气或光照条件下运行,使其理想地适用于汽车和工业市场。

传统汽车雷达系统的局限性已经众所周知。传统雷达缺乏分辨率,无法分辨附近的物体。此外,雷达系统还常常发出虚假警报,并且它们始终无法足够快地处理信息,以满足高速应用。不过,汽车专家也认识到雷达技术的优点,尤其是它们能够在各种天气条件下工作的优势。他们认为雷达可以和视觉传感器一起协作,作为高度自动化车辆中的关键传感技术。

全球最先进的毫米波3D成像CMOS系统级芯片问世

人们已经充分了解了雷达系统的优势和劣势,那么问题来了,雷达技术该往什么方向发展呢?

利用Vayyar的3D传感器进行障碍物探测、分类,以及实时地图构建,实现车辆自适应防碰撞巡航

德州仪器希望用基于其标准RF CMOS技术的毫米波雷达芯片来回答这个问题。据麦姆斯咨询此前报道,TI大约在一年前发布了其雷达芯片,据称能够提供“小于5 cm的分辨率,探测范围达数百米,速度最高可达300 km/h”。

Vayyar创始人兼公司总裁、首席执行官Raviv Melamed解释称:“无线电波成像是一种强大的技术,近几十年来一直停步不前。Vayyar的新传感器终于释放了这项技术的潜力。”

TI雷达和分析处理器部门总经理Sameer Wasson表示,在公司的雷达芯片推出一年后,其团队在汽车和工业应用领域都看到了巨大的应用前景。

Vayyar第一代传感器已经由全球500强企业应用于各个产业,包括作为主要合作伙伴的日本软银。

金沙城娱乐中心手机版,TI为汽车市场应用推出的AWR1642毫米波传感器已经大规模量产,Wasson称预计在今年末到2019年中期,将在OEM厂商的车辆中看到他们的雷达芯片。更让Wasson兴奋的是,他们的雷达芯片在工业应用领域的表现。TI为工业应用设计的毫米波传感器IWR1642,正在寻求各种应用,使它们能够进入从智能建筑到工厂楼层和运输系统的所有领域。

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集成数字信号处理器(DSP)扮演重要角色

Vayyar的3D传感器用于乳房癌的早期诊断

Yole分析师预言,TI将迅速改变雷达技术领域的竞争现状。

Melamed补充说:“包括这款芯片,我们为客户提供了全套的软件和高级算法,以帮助他们开发基于我们技术的产品。这种整体解决方案带来的协同效应,推动了一系列产品加速进入市场,这些产品可以帮助人们更好地照顾老年人,在早期阶段发现癌症,在不影响隐私的情况下提高家居安全性,以及在各种天气状况下提高汽车行驶安全性。”

Yole射频器件和技术部门技术和市场分析师Cédric Malaquin表示,其核心在于TI雷达解决方案的集成架构。TI的毫米波传感器件在一颗单芯片上集成了76——81 GHz毫米波雷达、MCU(微控制器)以及数字信号处理器(DSP)。

目前,该技术已经广泛应用于各个领域的多种应用,具体包括:

显然,更高的集成度在不影响性能的同时,可以降低器件尺寸、功耗以及雷达芯片的成本。例如,NXP(恩智浦)便率先将MCU集成进入了其RF CMOS收发器中。但是,TI更进了一步,将DSP也集成到了同一颗芯片中。

- 建筑

Malquin表示,DSP的集成非常关键,它通过改善功耗使器件尺寸降低了近60%。此外,DSP是目标探测和分类信号处理链的核心。

- 老年人护理

确实,Wasson举例称TI毫米波传感器通过内置的DSP,实现了物体跟踪和分类,以及人数统计。内置DSP使用户能够将机器学习推向应用的最前沿。

- 乳房肿瘤成像

Yole的Malquin补充表示,在一个组件中集成DSP、MCU和收发器,带来了更低的互连损耗,以及更快的处理速度。

- 汽车

TI毫米波雷达中使用的DSP是一款600 MHz用户可编程的C674x DSP,以及一颗200 MHz用户可编程的ARM Cortex-R4F处理器。

- 智能家居

AWR1642毫米波雷达芯片的高级架构框图

- 零售

毫米波雷达探寻更广泛的汽车应用

- 机器人

盲点监测和自适应巡航等基础ADAS(先进驾驶辅助系统)功能已经很常见了,利用24 GHz侧方雷达和77 GHz前方雷达就可以轻松实现。Wasson表示对于TI毫米波雷达来说更有意义的是,其应用的快速扩展已经远远超越了常规的ADAS功能。

- 更多应用

例如,其毫米波传感器内置的数字处理功能可以过滤噪音,使TI的雷达芯片可以探测非常微小的运动,甚至是人或动物的呼吸,以判断车内是否有人或动物的存在。

Wasson提到“儿童乘坐探测”,很可能将进入欧洲NCAP(新车评价规程)发展规划。他相信这将为TI雷达传感器在车身、传动和车厢内的应用打开大门。Tier 1和OEM制造商正在寻求合适的传感技术来实现这类探测,而雷达传感器在这方面优势更明显。

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