嵌入式雷達技術(shù)提高汽車主動安全性
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在安全特性方面，作為飛思卡爾SafeAssure 項目的一部分，MCP577xK MCU采用兩個高性能功率Architecture e200z7內(nèi)核，以實現(xiàn)信號處理，并可幫助汽車制造商實現(xiàn)最低的ISO 26262汽車安全完整性等級-B(ASIL-B)。除了滿足汽車功能安全應用的要求，鎖步配置中采用了兩個e200z4 內(nèi)核，專門為滿足決策和關(guān)鍵安全需求而設(shè)計，可幫助實現(xiàn)ISO 26262 ASIL-D認證。
另外，MCP577xK MCU還具有一些其它的關(guān)鍵安全特性，如在線邏輯內(nèi)置自檢(LBIST)、存儲器內(nèi)置自檢(MBIST)、端到端糾錯碼(ECC)、時鐘和發(fā)電監(jiān)視器和故障處理模塊等，可幫助客戶獲得ASIL-D認證。
圖2：Qorivva MPC577xK MCU框圖
MRD2001 77GHz 雷達收發(fā)器芯片組是面向汽車雷達模塊的可擴展、高性能三封裝解決方案。該芯片組由一個VCO、一個2通道Tx發(fā)射器和一個3通道RX接收器組成。這三部分都采用500um間距、 6mmx6mm扇出型晶圓級封裝 。該封裝技術(shù)是77GHz雷達應用的理想選擇，因其在頻率高達100GHz時，具有極低的插損和寄生效應。另外，由于無需為裸片采用芯片和布線裝配技術(shù)，因此經(jīng)過封裝的芯片組簡化了最終用戶的雷達模塊裝配。芯片組可以隨時擴展至4個TX信道和12個RX信道，使單一的雷達平臺能夠在寬視域內(nèi)控制電子束，支持低中高及豪華汽車的長距離、中距離和短距離雷達應用。
與此同時，系統(tǒng)可擴展至4個TX通道和12個RX通道，都有激活通道，可使單個平臺在更寬的探測區(qū)域內(nèi)實現(xiàn)電子束控制；高級封裝技術(shù)可確保用戶PCB上的最高性能和最低信號干擾；低功耗，完整功能的收發(fā)器典型功耗為2.5W；支持100MHz/100ns的快速調(diào)制；在1MHz偏移 時，具備小于-93dBc/Hz的最佳相位噪聲，用于改進目標分離；集成式基帶濾波器和VGA可節(jié)省系統(tǒng)物料成本；38GHz本地振蕩器可減少電路損耗并降低系統(tǒng)干擾；發(fā)射器芯片上的雙相調(diào)制器可拒絕寄生信號。
MRD2001雷達收發(fā)器芯片組采用高級封裝技術(shù)，可提供優(yōu)異的熱性能和電氣性能。該封裝符合嚴格的汽車標準，包括焊點可靠性、深部溫度和濕度循環(huán)，以及EMC性能，并面向主要供應商，符合減少有害物質(zhì)(RoHS)標準。
圖3：MRD2001 77 GHz雷達收發(fā)器芯片組
MPC577xK MCU和MRD2001 77GHz雷達收發(fā)器芯片組專門為支持開環(huán)雷達系統(tǒng)而設(shè)計。在該系統(tǒng)中，鎖相環(huán)無需產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(FMCW調(diào)制)，因而可以降低系統(tǒng)的總功耗。
開環(huán)概念一般與快速線性調(diào)頻信號FMCW調(diào)制結(jié)合使用，調(diào)頻時間在10us至100us范圍內(nèi)。由于完整的雷達圖像可被更快速地捕捉，快速線性調(diào)頻信號系統(tǒng)可降低占空比，并改進雷達系統(tǒng)的SNR。高基帶頻率的潛在劣勢是會促使所需的ADC采用更高的模擬帶寬和采樣率。MPC577xK MCU克服了這一潛在問題，因為它集成了高達8個??-ADC，并帶有5MHz帶寬和320 MHz的內(nèi)部采樣時鐘。
在開環(huán)雷達系統(tǒng)中，MCU是帶有數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的線性調(diào)頻信號主機，為VCO提供調(diào)諧電壓。根據(jù)調(diào)諧電壓，VCO可生成高頻信號(LO)，驅(qū)動不同的接收器和發(fā)射器芯片。
在常規(guī)運行期間，系統(tǒng)發(fā)射線性調(diào)頻信號，并接收反射信號。與發(fā)射器組合的接收器作為零差系統(tǒng)，使接收信號直接降頻至基帶中。然后，基帶信號被過濾并放大(接收器芯片含有濾波器和可變增益放大器)，并輸送到MPC577xK MCU的??-ADC中。通過將基帶信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字域、使用數(shù)字波束形成方法、采用FFT和跟蹤算法，可根據(jù)距離、速度和角位置來識別目標。
總結(jié)
隨著全球主流汽車廠商對主動和預測安全系統(tǒng)的需求增加，半導體供應商需要不斷進行創(chuàng)新。新的解決方案必須使系統(tǒng)供應商和 OEM廠商不僅能夠根據(jù)成本，而且還可以根據(jù)規(guī)格來優(yōu)化當今雷達系統(tǒng)的物料成本。除了中遠距離的正面雷達之外，制造商還需要結(jié)合可檢測盲點和側(cè)面碰撞的雷達系統(tǒng)。最新的基于雷達技術(shù)的解決方案將為新一代ADAS系統(tǒng)的開發(fā)人員提供獨特的功能支持，幫助他們不僅能夠符合最新的行業(yè)監(jiān)管標準，而且還可以更好地保障人員生命和財產(chǎn)的安全。
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