不斷進化的車輛架構

汽車系統設計人員因應 ADAS 功能實作的方式之一，就是重新考量電氣與電子系統架構的架構與整合。目前一般採用的架構為邊緣架構，由高度智慧化的雷達感測器組成，其會透過控制器區域網路或 100 Mb 乙太網路介面，將經過處理的數據串流至 ADAS 電子控制單元 (ECU)。這些感測器旨在實現高效能，其中包含處理器與通常為專用的加速器，藉此執行範圍、都卜勒和角度快速傅立葉轉換 (FFT)，以及用於物件偵測、分類與追蹤的後續高階演算法。隨後，每個邊緣雷達感測器的最終物件數據均會傳送至 ADAS ECU。圖 1 以圖示說明邊緣架構。

邊緣架構不斷進化，並逐漸受到衛星架構取代，在衛星架構中，遍佈在車輛周圍的感測頭會透過高速 1 Gb 乙太網路介面，將經過預先處理的範圍 FFT 數據傳送至強大的中央 ECU。大部分的數據處理作業都會卸載至中央 ECU (圖 2)。衛星架構可在中央處理器使用經過最少處理的數據，進行集中式數據處理，這不同於邊緣架構，因為邊緣架構則是由個別雷達感測器獨立處理所有數據。

衛星架構的優點

集中式處理可實作有效的感測器融合演算法，進而提升決策準確度。有一種合適的比喻可說明此作業，那就是人類大腦會根據來自雙眼的輸入資訊做出決策，而不是根據單一眼睛獨立做出決定。原始設備製造商 (OEM) 可部署用於提高角解析度 (分散式孔徑雷達) 的演算法、最大速度的演算法，甚或是用於物件分類的機器學習演算法。將融合的感測器輸入與前述演算法相互結合後，即可提升感測性能，並產生相對精確的感知圖。對汽車製造商而言，這代表自主程度更高。對駕駛與乘客而言，這代表車輛更加安全。

此外，使用衛星雷達感測器可提升系統可擴展性和模組化特性。由於可將感測器安置在車輛周圍更為便利的位置，因此可實現許多 ADAS 應用。只要變更感測器數量或感測器配置，即可調整涵蓋的程度，因此可將具成本效益的低階車輛單一平台，擴充至具有不同自主性程度且與眾不同的頂級車輛。

衛星架構可透過感測器融合演算法，以及中央 ECU 所具備的更強大運算功能，增添價值。簡化的衛星感測器，以及透過軟體所實現的差異化，可協助降低系統複雜性，並提供創造價值的新方法。此外，使用衛星雷達也讓汽車製造商可選擇使用無線軟體更新，藉此提升系統性能並強化安全性。前述多項優點，包括性能、可擴展性和簡單性等，都是讓衛星架構能在汽車產業中擁有卓越地位的推手。

專為衛星架構設計的雷達感測器

TI 專門為衛星架構設計了 AWR2544 晶片內建雷達感測器。其採用具有四個發射器和四個接收器的整合式 77-GHz 收發器，可提供更高的範圍偵測功能和更佳的性能。此外也包含成本最佳化的雷達處理加速器，以及輸送量經強化的 1-Gbps 乙太網路介面，以產生並串流範圍 FFT 壓縮數據。此產品符合汽車安全完整性等級 B，並且可透過硬體安全性模組提供安全的執行環境。

此產品亦採用 TI 的封裝發射 (LOP) 技術設計，因此可透過印刷電路板 (PCB) 內的波導，直接將訊號從封裝輻射元件傳輸至 3D 天線。圖 3 所示為具有 3D 波導天線的 AWR2544LOP 評估模組。

就系統層級而言，LOP 技術可透過更高的訊號雜訊比提升性能、簡化熱管理、避免使用昂貴的 RF PCB 物料以降低成本，同時還可在多個感測器設計中重複使用 PCB，以提升靈活性。

TI 也提供相容、經安全強化且最佳化的電源管理積體電路，以簡化系統實作。LP87725-Q1 具備三個低雜訊降壓轉換器、一個低壓降穩壓器和一個負載開關，可為以 AWR2544 為基礎的衛星架構供電，此外亦具備乙太網路實體層。

結論

ADAS 應用不斷進化，以跟上不斷提升的自主性程度和安全需求。隨著衛星架構等新架構問世，這類系統中的感測與處理技術也必須一併進化，以支援新功能。在汽車系統設計人員採用這些趨勢時，如 AWR2544 雷達感測器等產品即可提供靈活性，並協助打造更安全、更智慧的車輛。

其他資源

• 進一步了解 TI 的雷達感測器產品組合。
• 進一步了解我們的 電源管理積體電路解決方案。