TI要靠这些技术来重塑汽车电子

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半导体在重塑汽车行业。根据统计,2016年全球汽车产量约为9310万辆新车,未来很快会有超过1亿的产量。这些车辆都将需要先进的半导体技术,以满足消费者对汽车更安全、更智能和更高效的要求。2017年生产的每辆车的半导体价值约为324美元。未来的趋势将是每辆生产汽车的半导体价值会逐年上升。

TI是全球半导体领域的领先厂商,其汽车业务的营收已经在2016年占了全部营收的18%。所以,对于汽车电子的发展,TI一直是不遗余力。

据德州仪器(TI)全球汽车系统业务总监Heinz-Peter Beckemeyer介绍, TI重点关注四大关键汽车细分市场:1.高级驾驶辅助系统(ADAS);2.车身电子元件和照明系统;3.信息娱乐系统和仪表组;4.混合动力和电动汽车。

 

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TI全球汽车系统业务总监Heinz-Peter Beckemeyer 和TI中国区汽车事业部总经理 沈源

在ADAS市场上, TI提供的不仅仅是单个产品,而是整体方案;不仅包括传感器融合,还包括基于摄像头(前置摄像头、后视和全景系统、后视镜替代和驾驶员监控)以及基于雷达(盲点警告和避免碰撞)的技术。

“驾驶的环境非常复杂,怎样可以更加实时有效的做出判断,从而让汽车更加智能的去规避一些风险、提供更多支持,是非常重要的”,Beckemeyer表示。

TI在ADAS系统里很好地把嵌入式处理器和模拟产品融合在一起。Beckemeyer说,“在ADAS的参考设计里,我们提供多个摄像头,比如环视、前视、后视摄像头,每个摄像头基本都是百万像素级别。这对系统的实时性和数据处理、带宽、传输都提出了很大的挑战。具有MIPI CSI-2输出的四摄像头集线器汽车ADAS参考设计使得开发人员能够连接4个130万像素的摄像头创建集线器设计。每个摄像头使用FPD-Link™III连接到四端口解串器。该设计也允许连接其他类型的传感器,用于传感器融合用途;该参考设计能够实现轻松连接更多摄像头到ADAS系统。”

同时,许多汽车系统需要功能安全功能,可通过TI的SafeTI™设计包实现。ADAS解决方案中使用SafeTI™组件,如传感器、电动机驱动器、MCU和电源产品可帮助设计人员满足行业标准的功能安全要求,同时管理系统和随机故障。

当前,更多的智能和控制正在添加到车身电子元件系统中,包括交互式人机界面(HMI)、手势和语音控制,自动变光镜和天窗的光学感应,以及背光LED按钮和旋钮。对车身设计来说,最大的挑战是怎样能够更加快速的、更加方便的做好设计,去快速应对变化和市场需求。

Beckemeyer介绍了TI的应对之道,“TI推出了用于汽车车身控制模块的多路开关检测接口(简称MSDI),可以同时支持24路的信号输入处理,有很高的集成度。其实大家可以看到它的很大的一个功能,就是可以有效地降低98%的系统能耗。”

汽车照明系统现在也正经历变革,从最开始的卤素、疝气大灯到现在的LED照明。随着越来越多的LED推向市场,整个汽车灯光设计会越来越有挑战。

在这方面, TI的解决方案,可以给到工程师容易、简化的设计,以及更加有可靠性的设计,另外可以有效地降低能耗。“比如,TI最近推出的参考设计可帮助开发人员创建具有成本竞争力的解决方案,使用脉宽调制(PWM)来减少外部汽车照明系统,无需微控制器,但精度优于2%占空比。该设计的输入级经EMI/EMC滤波,可直接由车载电池供电”,Beckemeyer分享了另一个案例。

汽车上的信息娱乐系统面临的最大挑战是要在整个车辆上传输大量数据,而在更长范围内安全传输数据,不仅需要能够驱动集成功能的高性能处理器,而且还需要能够实现长距离安全性的高级功能连接。

针对于此,TI推出了具有充电和增强数据路径性能的汽车被动媒体集线器参考设计。TIDA-00743 参考设计是一个小型模块,设计用于评估经典 AB 类音频功率放大器模块专用系统中的数字输入 D 类音频放大器。它可以很完美地替代现有的A/B 类功放,并实现更轻、更节能、更高效的设计。

最后一个细分市场是混合动力/电动汽车和动力传动系统。传统的动力传动组件需要更多的创新来减轻重量,提高效率,并通过较少的电线、接线和机械组件来管理电源。“TI的解决方案可以提高电源转换以及减小传统的机械零部件,从而更加有效地去降低汽车的重量、及实现更高效的能耗比”,Beckemeyer说。

随着电动汽车续航里程对快速充电的要求越来越高,汽车的电源会显著提升,从今天看到的400V、800V甚至有更高电压、更大电流的,而TI的设计让瞬间冲击可以耐受到500安培,从而让大家更加有效保护汽车,同时达到有效充电的过程。
对于现在热门的48V系统,TI也没有忽略。其推出了用于12 V/48 V汽车系统的双向直流-直流转换器参考设计,可给12V/48V汽车系统的四相双向直流-直流转换器提供开发平台,例如,用于轻型混合动力汽车(HEV)中。该系统使用两个电流控制器和一个MCU进行功率级控制。

Beckemeyer最后总结:"TI凭借30年汽车领域的经验以及在汽车方面创新的投入,还有非常丰富的产品系列,可以让客户快速升级迭代,去应对不同车型和不同的市场需求。"

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