汽車市場的迅猛發(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9310萬輛，超過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)來做支撐，以滿足消費(fèi)者對汽車更安全、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，未來這一價(jià)值會逐年上升。因此很多半導(dǎo)體廠商加大了對汽車市場的關(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)域的重量級公司，TI也不想錯(cuò)過這一市場機(jī)遇，在最近的媒體發(fā)布會上，TI詳細(xì)講述了自己在汽車市場的現(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，最初為被動安全市場開發(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、模擬信號鏈、電源管理和DLP顯示產(chǎn)品組合中開發(fā)了汽車級產(chǎn)品。去年TI推出的汽車市場產(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，包括高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、車身電子元件和照明系統(tǒng)、信息娛樂系統(tǒng)和儀表組和混合動力和電動汽車。”
左：德州儀器（TI）中國區(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)建自動駕駛所需的高級功能
自動駕駛發(fā)展勢頭迅猛，谷歌自動駕駛汽車已經(jīng)上路測試，百度阿波羅平臺已經(jīng)開源，小米也有傳言要造車，但是自動駕駛環(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ADAS市場，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、電動機(jī)驅(qū)動器、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、電動汽車牽引逆變器和電動汽車車載充電系統(tǒng)。
針對產(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像素級別。而在一個(gè)汽車系統(tǒng)里可能包含很多攝像頭，這對系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和數(shù)據(jù)處理、帶寬、傳輸都帶來巨大挑戰(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)，可以通過使多達(dá)四個(gè)130萬像素的攝像頭連接到ADAS系統(tǒng)來解決這個(gè)問題。它通過將四個(gè)攝像頭輸入組合成兩個(gè)并行視頻端口來簡化系統(tǒng)，每個(gè)攝像頭通過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）、手勢和語音控制，自動變光鏡和天窗的光學(xué)感應(yīng)，以及背光LED按鈕和旋鈕。這對車身設(shè)計(jì)來說，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)對市場的變化和需求？
TI有豐富的產(chǎn)品系列可以讓客戶快速升級迭代，去應(yīng)對不同車型和不同的市場需求。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，比如車燈有沒有打開？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)檢測接口（簡稱MSDI）。MSDI可同時(shí)支持24路信號輸入處理，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)會越來越有挑戰(zhàn)。TI的解決方案可以給到工程師容易、簡化的設(shè)計(jì)，以及更加有可靠性的設(shè)計(jì)，使用脈寬調(diào)制（PWM）來減少外部汽車照明系統(tǒng)，無需微控制器，但是精度優(yōu)于2%占空比。該設(shè)計(jì)的輸入級經(jīng)EMI/EMC濾波可直接由車載電池供電。”
加快信息娛樂系統(tǒng)在汽車中的應(yīng)用
下一代信息娛樂和儀表組系統(tǒng)正在通過集成娛樂、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)長距離安全性的高級功能連接。TI的汽車被動媒體集線器參考設(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。TI DA-00743 參考設(shè)計(jì)是一個(gè)小型模塊，設(shè)計(jì)用于評估經(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，例如用于輕型混合動力汽車（HEV）中，該系統(tǒng)使用兩個(gè)電流控制器和一個(gè)MCU進(jìn)行功率級控制。
針對48V電源系統(tǒng)的推廣問題，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)在的零部件對內(nèi)耗要求越來越高，48V系統(tǒng)對那些千瓦級功耗要求的部件來講，會有很好的分擔(dān)，從而達(dá)到降低排放。另外，增加48V系統(tǒng)以后，對電源線纜的要求也會大大的降低。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，但是隨著大家越來越重視能耗，廠家一定會往這個(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，擁有超過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。 |
