TI：憑借多元化產(chǎn)品和豐富行業(yè)經(jīng)驗推動汽車電子創(chuàng)新

Strategy Analytics 數(shù)據(jù)顯示，2017年生產(chǎn)的每輛汽車中半導(dǎo)體價值約為324美元，而這一數(shù)字在未來五年還將穩(wěn)步上升。半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展成為汽車創(chuàng)新中越來越關(guān)鍵的因素。

圖：平均每輛生產(chǎn)汽車的半導(dǎo)體價值（美元）

作為半導(dǎo)體廠商，如何推動一級汽車供應(yīng)商和汽車制造商將先進的半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用于下一代汽車系統(tǒng)之中？TI全球汽車系統(tǒng)業(yè)務(wù)總監(jiān)Heinz-Peter Beckemeyer給出了答案。

TI全球汽車系統(tǒng)業(yè)務(wù)總監(jiān)Heinz-Peter Beckemeyer和TI中國區(qū)汽車事業(yè)部總經(jīng)理沈源

據(jù)Beckemeyer介紹， TI為汽車行業(yè)提供支持已有35年，在與客戶的合作中積累了寶貴的經(jīng)驗。從產(chǎn)品技術(shù)角度，TI不斷加大對汽車產(chǎn)品的投入，2016年TI推出的汽車新產(chǎn)品是2014年的2倍多。持續(xù)的投入帶來了豐厚的回報，TI來自汽車市場的收入比重，已經(jīng)從2013年12%增長到了2016年18%。

一直以來，TI從三個層面為一級汽車供應(yīng)商和汽車制造商提供可靠、高效、專業(yè)的技術(shù)與服務(wù)。TI與客戶合作，克服針對所有車型和系統(tǒng)降低車輛重量和提高效率所面臨的挑戰(zhàn)。TI為開發(fā)人員提供從入門級到豪華車型的性能、價格和設(shè)計時間要求所需的靈活性和構(gòu)建模塊。TI產(chǎn)品和設(shè)計包可幫助汽車開發(fā)人員更輕松地為需要標準認證和法規(guī)遵從的應(yīng)用進行創(chuàng)新，縮短設(shè)計時間。

從應(yīng)用角度，Beckemeyer表示：“TI專注于高級駕駛輔助系統(tǒng)、車身電子元件、信息娛樂系統(tǒng)以及混合動力汽車、電動汽車和傳動系統(tǒng)，全面提升汽車系統(tǒng)性能。”Beckemeyer向21ic記者介紹了這四個汽車細分市場的的技術(shù)趨勢和系統(tǒng)創(chuàng)新。

ADAS解決方案的車輛感測、智能和控制技術(shù)的發(fā)展為自動駕駛汽車鋪平了道路。但是，前所未有的自動駕駛水平將需要車輛能夠檢測復(fù)雜的駕駛環(huán)境。反過來，開發(fā)人員將需要創(chuàng)建系統(tǒng)，處理大量數(shù)據(jù)，將其跨網(wǎng)絡(luò)實時傳輸，保證具有非常高的可靠性。

針對這些挑戰(zhàn)，TI的ADAS解決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（盲點警告和避免碰撞）的技術(shù)。

以具有MIPI CSI-2輸出的四攝像頭集線器汽車ADAS參考設(shè)計為例，它最多允許將四個 130 萬像素攝像頭連接到 TDA3x 片上系統(tǒng)評估模塊。每個攝像頭通過一條同軸電纜與集中器相連。通過 FPD-Link III 連接，這些攝像頭連接到一個四端口的解串器。

圖：四攝像頭集線器汽車ADAS參考設(shè)計

與此同時，SafeTI設(shè)計包可以幫助ADAS設(shè)計更容易滿足法規(guī)和功能安全要求。 基于TI互補的嵌入式處理和模擬技術(shù)的創(chuàng)新子系統(tǒng)參考設(shè)計有助于實現(xiàn)可跨越多個平臺并滿足各種系統(tǒng)需求的ADAS系統(tǒng)解決方案。

針對時下大熱的無人駕駛這個話題，Beckemeyer表示：“我們預(yù)見到未來會是一個融合的系統(tǒng)，會有越來越多的攝像頭跟其他傳感器的融合設(shè)計，以及越來越多的ECU，不同的電子控制單元的連接，這些會要求有更多的數(shù)據(jù)處理的能力、模擬信號鏈路的能力以及傳輸信號的能力，所以這些都是TI非常重視的領(lǐng)域。自動駕駛和無人駕駛不會在一天就實現(xiàn)，需要一個過程，TI會在這個市場持續(xù)地創(chuàng)新，持續(xù)幫助客戶更加快速、更加高效、更加有競爭力的設(shè)計新產(chǎn)品。”

車身電子元件的趨勢體現(xiàn)在更多的智能和控制正在添加到系統(tǒng)中，包括交互式人機界面、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。工程師們面臨的挑戰(zhàn)是如何快速、輕松地改進系統(tǒng)，以滿足車身電子元件應(yīng)用的不斷變化的特征和要求，而無需檢修相關(guān)子系統(tǒng)和減緩設(shè)計周期。

TI的車身電子元件構(gòu)建模塊使汽車開發(fā)人員能夠在現(xiàn)有系統(tǒng)上進行改進或設(shè)計，而不是為了升級改造而進行大修。輕松擴展功能，提高系統(tǒng)靈活性，滿足更廣泛的車輛功能和車型的需求。TI的方案的優(yōu)勢在于能夠優(yōu)化車身電子元件設(shè)計的舒適性、便利性和車輛訪問應(yīng)用，又不犧牲尺寸。

從靜態(tài)白熾燈和HID燈泡轉(zhuǎn)向動態(tài)LED照明，車輛日益采用更復(fù)雜的照明系統(tǒng)，這就要求開發(fā)人員必須創(chuàng)新，發(fā)揮創(chuàng)造力，重新考慮傳統(tǒng)汽車大燈和后燈的功能和設(shè)計。TI的汽車照明解決方案使您能夠快速輕松地為單個LED燈或多個LED燈串設(shè)計大燈和后燈子系統(tǒng)。

例如，TI的汽車照明精密PWM調(diào)光LED驅(qū)動器參考設(shè)計就可以幫助開發(fā)人員創(chuàng)建具有成本競爭力的解決方案，使用脈寬調(diào)制來減少外部汽車照明系統(tǒng)，無需微控制器，但精度優(yōu)于2%占空比。

圖：汽車照明精密PWM調(diào)光LED驅(qū)動器參考設(shè)計

TI智能汽車照明技術(shù)可以提高可靠性，防止過熱，延長大燈和后燈LED系統(tǒng)的使用壽命。憑借在汽車照明市場的豐富經(jīng)驗和創(chuàng)新，TI能夠幫助廠商預(yù)測并克服系統(tǒng)設(shè)計挑戰(zhàn)。

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創(chuàng)建交互式和聯(lián)網(wǎng)體驗。而在整個車輛上傳輸大量數(shù)據(jù)，而在更長范圍內(nèi)安全傳輸數(shù)據(jù)，不僅需要能夠驅(qū)動集成功能的高性能處理器，而且還需要能夠?qū)崿F(xiàn)長距離安全性的高級功能連接。

TI的創(chuàng)新技術(shù)專為駕駛員與復(fù)雜的信息娛樂和儀表組系統(tǒng)進行交互而設(shè)計，同時將注意力保持在道路上。TI信息娛樂子系統(tǒng)參考設(shè)計核心的硬件和軟件兼容性使其可用于多個信息娛樂系統(tǒng)和儀表組平臺，可縮短上市時間，降低開發(fā)成本。基于TI互補的模擬、處理和DLP技術(shù)的完整子系統(tǒng)參考庫可幫助開發(fā)人員端到端地創(chuàng)建聯(lián)網(wǎng)的信息娛樂和儀表組系統(tǒng)。

以具有充電和增強數(shù)據(jù)路徑性能的汽車被動媒體集線器參考設(shè)計為例，該參考設(shè)計提供了一種靈活、被動的解決方案，能夠與音響主機進行角色交換，使其能夠?qū)SB Type-C和傳統(tǒng)設(shè)備充電。

圖：具有充電和增強數(shù)據(jù)路徑性能的汽車被動媒體集線器參考設(shè)計

隨著混合動力和電動汽車的普及，傳統(tǒng)的動力傳動組件需要更多的創(chuàng)新來減輕重量，提高效率，并通過較少的電線、接線和機械組件來管理電源。

TI在工業(yè)和汽車設(shè)計方面的系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)為混合動力和電動汽車提供了可擴展的解決方案，并開發(fā)了更加智能的車載充電器和充電站，實現(xiàn)更快的充電體驗。TI技術(shù)可以幫助開發(fā)人員實現(xiàn)更快地安全地為電動汽車提供電力，有助于降低動力傳動組件故障的可能性，并幫助在故障發(fā)生之前診斷系統(tǒng)問題。TI的技術(shù)也能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的電力轉(zhuǎn)換和更換機械組件，獲得更輕的車輛和更高的性能，消耗更少的能量。

TI用于12 V/48 V汽車系統(tǒng)的參考設(shè)計就滿足了最新的電力需求。該設(shè)計是用于12V/48V汽車系統(tǒng)的四相雙向直流-直流轉(zhuǎn)換器開發(fā)平臺，如用于輕型混合動力汽車中。該系統(tǒng)使用兩個電流控制器和一個MCU進行功率級控制。

圖：用于12 V/48 V汽車系統(tǒng)的雙向直流-直流轉(zhuǎn)換器參考設(shè)計

Beckemeyer表示：“我們看到48V系統(tǒng)的好處是可以讓原有電池降低負擔，現(xiàn)在零部件對內(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，例如空調(diào)系統(tǒng)，會有很好的優(yōu)化，從而降低排放。采用48V系統(tǒng)以后，對電源線纜的要求也會大大的降低。可以用更細、更輕的電纜實現(xiàn)同樣能源的傳輸，這對整車能耗也有相當大的改善。TI在汽車電源設(shè)計方面有非常豐富的經(jīng)驗，這個經(jīng)驗也是系統(tǒng)方面的經(jīng)驗，所以TI 48V系統(tǒng)已經(jīng)被很多廠家，包括國際客戶和中國本地客戶選用，可以讓汽車設(shè)計人員更快地完成整個設(shè)計。”

從新能源車到自動駕駛，未來汽車的創(chuàng)新之路無疑將緊緊依托于半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展。Beckemeyer認為，豐富而寶貴的行業(yè)經(jīng)驗使得TI在面對愈加復(fù)雜的設(shè)計挑戰(zhàn)時，能夠有獨特的深刻洞悉。今天，TI已擁有2000多個汽車半導(dǎo)體，和超過100種汽車類參考設(shè)計。未來，TI仍將持續(xù)投入，為下一代汽車設(shè)計提供更多元化的產(chǎn)品和方案，保持在汽車領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位。