在汽車電子領(lǐng)域中ADI的布局

 在汽車電子領(lǐng)域中ADI的布局

隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能等技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的汽車產(chǎn)業(yè)正快速的轉(zhuǎn)向智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動(dòng)化。因此也涌現(xiàn)出了一大批的新能源汽車、智能汽車初創(chuàng)企業(yè)，比如蔚來(lái)汽車、小鵬汽車、威馬等等企業(yè)。ADI中國(guó)汽車電子事業(yè)部資深戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理陳晟表示：“單靠一種技術(shù)很難完成未來(lái)自動(dòng)駕駛的平臺(tái)，因?yàn)槊總€(gè)技術(shù)都有一些短板，需要大家湊在一起互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，完成一個(gè)完整的拼圖，然后給最終的自動(dòng)駕駛盡可能多的輸入，讓它能夠有盡量準(zhǔn)確的判斷，這就是融合的目的。未來(lái)可能有其他的技術(shù)在一起來(lái)共同完成自動(dòng)駕駛。而我們ADI想要做的則是為汽車電子領(lǐng)域帶來(lái)更多的安全可靠、性能出色的產(chǎn)品。”

與此同時(shí)，大眾、寶馬、通用等眾多的傳統(tǒng)車企也開始快速跟進(jìn)。汽車市場(chǎng)對(duì)于半導(dǎo)體的需求也是越來(lái)越大，半導(dǎo)體在整車成本當(dāng)中的占比也是越來(lái)越高。

數(shù)據(jù)顯示，2017年全球汽車電子市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了1435.4億美元，同比增長(zhǎng)9.5%，預(yù)計(jì)未來(lái)5年將保持8.2%的年平均復(fù)合增長(zhǎng)率。隨著汽車電子市場(chǎng)的增長(zhǎng)，2017年全球汽車半導(dǎo)體市場(chǎng)的規(guī)模也已超過(guò)了360億美元。近年來(lái)都保持在9%左右的增長(zhǎng)速度。到2025年每輛智能汽車當(dāng)中的電子元器件成本占比將達(dá)到整車成本的40%，到2030年占比將進(jìn)一步提高到50%。

這也使得越來(lái)越多的半導(dǎo)體芯片廠商，開始大舉殺入汽車電子市場(chǎng)。2016年10月，手機(jī)芯片大廠高通正式宣布470億美元收購(gòu)車用芯片大廠恩智浦半導(dǎo)體(可惜失敗了);2016年11月，手機(jī)芯片大廠聯(lián)發(fā)科也宣布進(jìn)軍車用芯片市場(chǎng);此前在汽車電子市場(chǎng)影響力有限的英特爾，2017年也宣布以153億美元價(jià)格收購(gòu)ADAS(輔助駕駛)技術(shù)大廠Mobileye，希望借此開拓汽車市場(chǎng)。類似的例子其實(shí)還有很多。

作為業(yè)界知名的模擬信號(hào)、混合信號(hào)和數(shù)字信號(hào)處理芯片廠商，ADI也很早就切入了汽車電子市場(chǎng)，并且正憑借越來(lái)越豐富的產(chǎn)品組合，提供更加全面的解決方案。

據(jù)ADI中國(guó)汽車電子事業(yè)部資深戰(zhàn)略與業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理陳晟介紹，早在上世紀(jì)90年代，ADI就進(jìn)入了汽車電子市場(chǎng)，并且第一次把半導(dǎo)體微機(jī)械技術(shù)應(yīng)用到了汽車安全氣囊傳感器里。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，以及相關(guān)的并購(gòu)，ADI已經(jīng)在汽車電氣化、智能駕駛座艙、自動(dòng)駕駛?cè)蠓较蛴辛讼喈?dāng)深厚的積累。

“這些技術(shù)以及方向的實(shí)現(xiàn)需要依靠大量高精度的傳感和測(cè)量，高精度傳感能夠把這些信號(hào)測(cè)量出來(lái)，然后翻譯或轉(zhuǎn)譯成一個(gè)計(jì)算能夠處理的信號(hào)，這實(shí)際上就是自動(dòng)駕駛、智能駕駛座艙、汽車電氣化背后一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)性工作。所以，ADI這樣的公司及其技術(shù)是整個(gè)行業(yè)不可或缺的。”陳晟還表示：“目前電動(dòng)汽車，主要面臨成本、里程及安全方等面的問(wèn)題，我們ADI現(xiàn)在提供的方案就是為了解決這些問(wèn)題。”

一、BMS解決方案

首先，在電氣化方面，ADI在汽車電池管理方面已經(jīng)有近22年的積累。在傳統(tǒng)的燃油車上，其鉛酸電池也需要強(qiáng)大的電池管理，因?yàn)樗枰磸?fù)做充放電的動(dòng)作，同時(shí)又要監(jiān)控鉛酸電池的健康狀態(tài)?，F(xiàn)在這塊在市面上，不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外ADI的方案占據(jù)很大的市場(chǎng)。

而除了ADI本身幾十年的積累之外，2016年ADI收購(gòu)的Linear，之前就在中國(guó)的鋰電池電源管理領(lǐng)域深耕了超過(guò)十年。

“我們成功的把這些技術(shù)運(yùn)用到車上，現(xiàn)在市場(chǎng)上在國(guó)內(nèi)路面上跑的大部分的汽車上面，很大比例都是我們的鋰電池管理芯片。這是非常驚人的數(shù)字，可以說(shuō)我們的BMS伴隨著中國(guó)新能源汽車發(fā)展的歷程，非常不容易。”

在具體BMS解決方案方面，ADI已經(jīng)有了五代產(chǎn)品，未來(lái)一兩年內(nèi)還會(huì)推出第六代產(chǎn)品，鋰電池的電池管理的精度將更高，能夠做到在長(zhǎng)達(dá)十年的使用過(guò)程中，而且不論是如何復(fù)雜的工況之下，精度都可以控制在非常小的波動(dòng)范圍內(nèi)?？梢詭椭噺S及電池供應(yīng)商能夠大膽使用它的電池容量，而不會(huì)因?yàn)榫炔粔蚨s手縮腳。

特別值得一提的是，在兩年前，ADI還推出了一個(gè)創(chuàng)新的方案——無(wú)線BMS，這是業(yè)內(nèi)的一個(gè)創(chuàng)舉。

現(xiàn)在BMS系統(tǒng)需要大量線纜進(jìn)行連接，特別在通信方面，而這些線纜的連接增加了很多人工成本的負(fù)擔(dān)，且降低了生產(chǎn)效率，同時(shí)可能對(duì)系統(tǒng)可靠性的要求會(huì)非常高。

而無(wú)線BMS能夠帶來(lái)很多的好處，比如可以減少線纜數(shù)量，使得內(nèi)部更加的簡(jiǎn)潔。而且隨著線纜的大幅減少，也可降低整車的重量，提升續(xù)航能力。同時(shí)，還能夠提升生產(chǎn)效率，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，增加系統(tǒng)的可靠性。

二、電機(jī)/電驅(qū)動(dòng)傳感器

在電機(jī)和電驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，ADI也有很深的造詣。目前市面上絕大部分新能源汽車都在用ADI電機(jī)的傳感器。這個(gè)傳感器看似很不起眼，但精度上任何一點(diǎn)點(diǎn)的偏差或者是精度不夠，都會(huì)導(dǎo)致輸出功率的損失。

三、隔離技術(shù)

另外，ADI還有一個(gè)隔離技術(shù)。隔離，看起來(lái)不是很起眼的東西，但它跟整車安全以及用戶的安全息息相關(guān)。而且它在提供安全措施的同時(shí)，還能有效的讓信號(hào)高速通過(guò)相關(guān)的隔離通道。

“我們的隔離技術(shù)是非常先進(jìn)的，我們是用半導(dǎo)體工藝把兩個(gè)變壓器的線圈蝕刻在芯片里面，用它來(lái)做隔離，這是非常了不起的一項(xiàng)創(chuàng)舉。”陳晟總結(jié)到。

四、電子座艙相關(guān)解決方案

目前汽車電子座艙方面，ADI主要的產(chǎn)品還是關(guān)注于音頻和視頻兩個(gè)方向。

音頻DSP和A2B音頻總線

在音頻方面，ADI有音頻的數(shù)字信號(hào)處理器產(chǎn)品，目前市面上絕大多數(shù)中高端豪華轎車?yán)锩娴臄?shù)字音響功放里都用了ADI的DSP處理器。

除了為車內(nèi)娛樂(lè)系統(tǒng)提供音頻信號(hào)處理之外，新能源汽車還有個(gè)最大問(wèn)題，就是太安靜。

陳晟表示，“如果電動(dòng)汽車太安靜，那么它就可能會(huì)悄無(wú)聲息的出現(xiàn)在你的背后，悄無(wú)聲息的超過(guò)你的汽車，你卻渾然不知，這是一個(gè)很大的安全隱患。比如美國(guó)的很多法規(guī)要求在純電動(dòng)汽車上必須要外放的喇叭，然后放出不同的聲音來(lái)提醒路人。”

對(duì)此，ADI也有針對(duì)“電動(dòng)汽車警示音系統(tǒng)”(EVWSS)的DSP芯片，可產(chǎn)生一系列旨在提醒行人的聲音。

 另一方面，不少汽車司機(jī)還是喜歡傳統(tǒng)汽車那種在聽覺(jué)上的體驗(yàn)，比如法拉利或保時(shí)捷啟動(dòng)或加速時(shí)的轟鳴聲。同樣，通過(guò)電動(dòng)汽車的音頻系統(tǒng)，也能夠做到各種不同聲音外放。此外，陳晟還介紹了一個(gè)很新有趣的應(yīng)用——車內(nèi)卡拉OK，“這個(gè)功能許多消費(fèi)者很喜歡，我們可以提供基于ADI音頻DSP的解決方案。”

ADI的另外一個(gè)音頻技術(shù)產(chǎn)品就是A2B音頻總線。目前ADI的A2B技術(shù)，已推廣到全球90%的車廠。

 所謂A2B，像高速公路的中心，上面可以連接很多站點(diǎn)，然后車子的信息流可以隨時(shí)上去，然后通過(guò)這個(gè)高速公路傳到任何一個(gè)想傳遞的節(jié)點(diǎn)中去。但是這個(gè)高速公路只有一根線，所以它的流量非常大，用一根線把車輛所有相關(guān)音頻硬件全部連接在一起，讓他們互相之間可以任意地進(jìn)行通信，這就是A2B的概念。

而在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，從車機(jī)連出來(lái)的串行總線，直接連了音頻的麥克風(fēng)陣列，可實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別，還可以用它實(shí)現(xiàn)指向性，比如主駕駛位和副駕駛位不同音區(qū)的獨(dú)立性，都是可以通過(guò)音頻總線和DSP算法實(shí)現(xiàn)的。音頻節(jié)點(diǎn)通過(guò)固定延遲可以做高級(jí)的音頻算法。比如做回聲消除，把功放里的音樂(lè)消掉，可以利用延遲把功放的信號(hào)取出來(lái)，在車機(jī)端消除掉。主動(dòng)降噪這部分，比如車門的位置有主動(dòng)降噪的麥克風(fēng)，就配合功放來(lái)做ANC的算法;還有感知路噪的加速度傳感器(支持A2B接口)去檢測(cè)車輛行駛的振動(dòng)，可以配合音頻總線做RNC路噪消除。

A2B所帶來(lái)的好處是，可降低布線難度，減少線纜減重，降低成本，同時(shí)能大大降低整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。另外它還支持高級(jí)音頻算法。

值得一提的是，今年2月1日，ADI宣布中國(guó)汽車制造商比亞迪采用ADI公司的汽車音頻總線(A2B)及SHARC數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，打造能效更高、更節(jié)能環(huán)保的汽車平臺(tái)，提升駕乘人員的沉浸式車載音頻信息娛樂(lè)體驗(yàn)。

C2B視頻總線

在視頻方面，ADI也有C2B視頻總線技術(shù)。目前在輔助駕駛/自動(dòng)駕駛以及車內(nèi)智能化等方面，攝像頭幾乎是必不可少，而且需要的數(shù)量也是非常大(比如Mobileye的新的自動(dòng)駕駛方案就用到了12個(gè)攝像頭)，隨著攝像頭數(shù)量的增多，成本的增加也非?？捎^。

 另外，目前高清視頻都是用同軸線來(lái)傳，它的缺陷是彎折的程度有限制，而且它的重量都比較高，成本也會(huì)高很多，尤其連接器成本高很多。而ADI的C2B視頻總線，使用的非屏蔽雙絞線傳高清視頻，可以降低線材成本、連接器的成本，還可以讓整車布線很容易，它非常軟，做折疊后視鏡之類的，把攝像頭放在上面很容易實(shí)現(xiàn)，對(duì)可靠性也有更大的幫助。

C2B的技術(shù)特點(diǎn)，模擬總線抗干擾能力很強(qiáng)，它模擬編碼，不是數(shù)字總線，它線上的信號(hào)頻率帶寬很低，75M的頻率帶寬?，F(xiàn)在有些數(shù)字高清上百M(fèi)甚至上G的信號(hào)帶寬，這樣在高頻段會(huì)對(duì)外有輻射，也更容易受到外界的干擾。

TOF 3D技術(shù)

目前在智能手機(jī)上TOF 3D技術(shù)以及開始被不少高端旗艦手機(jī)所應(yīng)用，比如可以用來(lái)刷臉解鎖、刷臉支付、3D建模、3D手勢(shì)交互等待。相對(duì)于2D技術(shù)來(lái)說(shuō)，ToF是3D技術(shù)，抗強(qiáng)光能力強(qiáng)，識(shí)別距離遠(yuǎn)。

近一兩年來(lái)，TOF 3D技術(shù)也開始進(jìn)入汽車，未來(lái)或?qū)?huì)有更多應(yīng)用。比如，刷臉開車、駕駛員狀態(tài)監(jiān)控、手勢(shì)識(shí)別、手勢(shì)控制等待。

 目前ADI已有專門針對(duì)新能源汽車的TOF方案。陳晟表示，我們方案的優(yōu)點(diǎn)是高分辨率的VGA方案，現(xiàn)在市場(chǎng)上主流方案采用的是QVGA方案。

五、汽車主被動(dòng)安全解決方案

對(duì)于汽車來(lái)說(shuō)，安全性是至關(guān)重要的，而在汽車安全領(lǐng)域，ADI也擁有著很多的產(chǎn)品與解決方案。

1、自動(dòng)駕駛解決方案

ADI將自動(dòng)駕駛解決方案劃歸在汽車安全方案大類下，對(duì)應(yīng)的是預(yù)測(cè)性安全方案。

ADI在近兩年前發(fā)布了一個(gè)概念叫Drive360，就是360度自動(dòng)駕駛，強(qiáng)調(diào)ADI在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域能提供異常強(qiáng)大的環(huán)境感知力。它包括了ADI的視覺(jué)ADAS技術(shù)、雷達(dá)技術(shù)、IMU技術(shù)等。

雷達(dá)技術(shù)

目前在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和攝像頭技術(shù)是最為關(guān)鍵的三項(xiàng)傳感技術(shù)。

而ADI在雷達(dá)領(lǐng)域有超過(guò)15年的歷史。24GHz雷達(dá)時(shí)代，近半數(shù)車載雷達(dá)模組中有ADI的芯片?，F(xiàn)在，ADI也有在做77-79GHz雷達(dá)產(chǎn)品。2018年ADI還收購(gòu)了一家德國(guó)工業(yè)雷達(dá)的方案公司，通過(guò)這個(gè)技術(shù)給大家提供高效率雷達(dá)的整體解決方案，而不是器件級(jí)解決方案。

除了毫米波雷達(dá)之外，面對(duì)新興的激光雷達(dá)市場(chǎng)的興起，早在2016年，ADI就收購(gòu)了Vescent Photonics，開始重點(diǎn)研發(fā)flash雷達(dá)和固態(tài)激光雷達(dá)方案。

視覺(jué)ADAS

ADI基于視覺(jué)的ADAS方案主要是通過(guò)安裝后視/前視/側(cè)視攝像頭和視覺(jué)處理 ECU，來(lái)實(shí)現(xiàn)多種功能來(lái)幫助駕駛員提前防范風(fēng)險(xiǎn)。主要應(yīng)用包括路線偏差告警(LDW)、遠(yuǎn)光近光調(diào)整(HB/LB)、交通信號(hào)識(shí)別(TSR)、停車輔助、后視/環(huán)視、防撞等。

高精度IMU

對(duì)于自動(dòng)駕駛汽車來(lái)說(shuō)，要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛，還必須要擁有高精度的導(dǎo)航系統(tǒng)和高精度地圖來(lái)配合，但是當(dāng)汽車進(jìn)入隧道等GPS信號(hào)弱或者無(wú)GPS信號(hào)的區(qū)域時(shí)，就需要依靠IMU(慣性測(cè)量單元)來(lái)輔助定位。

ADI擁有針對(duì)自動(dòng)駕駛的高性能IMU產(chǎn)品。陳晟透露，其實(shí)相當(dāng)一部分自動(dòng)駕駛的應(yīng)用，實(shí)際上是把更高端的、更高級(jí)的一些行業(yè)的需求適當(dāng)?shù)慕档秃笱苌舍槍?duì)自動(dòng)駕駛的IMU。這也是ADI針對(duì)未來(lái)智能網(wǎng)聯(lián)領(lǐng)域非常重要的技術(shù)。

2、安全氣囊傳感器

前面我們提到，在上世紀(jì)90年代，1993年推出了一款微芯片系統(tǒng)的加速度傳感器，專門檢測(cè)汽車碰撞，并且是第一個(gè)把MEMS傳感器用在了汽車安全氣囊里面的公司?，F(xiàn)在，隨著輔助駕駛、自動(dòng)駕駛已經(jīng)進(jìn)入這個(gè)時(shí)代，安全措施也是越來(lái)越受到重視。

陳晟表示，安全是ADI非常關(guān)注的一個(gè)領(lǐng)域，在這個(gè)方向是沒(méi)有止境的一條道路，它永遠(yuǎn)需要更快的反應(yīng)速度、更精確的感知能力。這是ADI能夠提供的，而且我們很擅長(zhǎng)。

3、方向盤傳感器

ADI的方向盤傳感器，可以檢測(cè)司機(jī)的手是否在方向盤上，甚至左手還是右手在方向盤上。這個(gè)產(chǎn)品可以檢測(cè)駕駛員是否真正接管車輛。另一方面，泊車時(shí)方向盤會(huì)有大幅度擺動(dòng)，如果你手伸到方向盤縫隙里面或者其他東西放到空隙里面，會(huì)有安全隱患。ADI方向盤檢測(cè)方案，可以在手或者其他東西放到方向盤空隙時(shí)檢測(cè)到，從而通知ECU讓方向盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)，等你把手拿出來(lái)后，方向盤再繼續(xù)工作。

技術(shù)的融合將是關(guān)鍵

前面提到了ADI這么多的與汽車電子相關(guān)的技術(shù)，但是在未來(lái)，要想真正實(shí)現(xiàn)非常安全的自動(dòng)駕駛，則需要將更多的技術(shù)進(jìn)行融合。

比如，目前在自動(dòng)駕駛領(lǐng)域，多攝像頭的方案，雖然可以獲取的畫面更為清晰、信息量更大、更豐富，但是可能會(huì)在夜晚、強(qiáng)光、雨雪霧等，影響視覺(jué)效果的下出現(xiàn)問(wèn)題;而毫米波雷達(dá)，雖然不受光線、雨雪霧天氣等干擾，但是精度相對(duì)較低，而且探測(cè)距離受到頻段損耗的直接制約;激光雷達(dá)的優(yōu)勢(shì)在于其探測(cè)范圍更廣，探測(cè)精度更高，但是其也會(huì)受到雨雪霧天氣的干擾。

總的來(lái)說(shuō)，每種技術(shù)都有它的優(yōu)缺點(diǎn)，只有當(dāng)多種技術(shù)融合才能獲得最佳的效果。所以，我們可以看到目前的自動(dòng)駕駛汽車都是將以上多種技術(shù)融合來(lái)使用。