高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)解決方案系列介紹—數(shù)字?jǐn)z像頭
近年來,隨著人們對(duì)駕駛安全水平需求的不斷提高,高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)相關(guān)技術(shù)的不斷成熟,伴隨著ADAS市場(chǎng)高速發(fā)展,攝像頭的需求也更加旺盛。其應(yīng)用場(chǎng)景也是非常多的,主要是以下幾個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景:
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202205/433874.htm· 倒車后視攝像頭
· 360環(huán)視攝像頭
· 前向攝像頭
· 電子后視鏡或流媒體后視鏡
· 防疲勞駕駛DMS
· 行程記錄儀
數(shù)字?jǐn)z像頭,主要有玻璃透鏡、CMOS傳感器、圖像信號(hào)處理器(ISP)、電源管理、串行器、微處理器器等功能單元構(gòu)成,如下圖一所示。但是電池保護(hù)單元一般都是在解串單元那邊。同時(shí)因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/數(shù)字?jǐn)z像頭">數(shù)字?jǐn)z像頭體積非常小,選型過程中盡量需要考慮小體積、高效率的器件。
圖1-數(shù)字?jǐn)z像頭功能框架圖
TI針對(duì)數(shù)字?jǐn)z像頭,有一些完整參考設(shè)計(jì),如TIDA-01003就是汽車用100兆攝像頭模組的參考設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)相關(guān)的原理圖、PCB文件和BOM都是在TI官網(wǎng)公開。也借這個(gè)參考介紹一下數(shù)字?jǐn)z像頭模組主要功能。
圖二 – TIDA-01003設(shè)計(jì)實(shí)物圖
汽車1MP攝像頭模組參考設(shè)計(jì)利用CMOS成像在FPD_LINK Ⅲ上提供多種未壓縮的視頻格式,支持8位和10位YUV42。FPD_LINK Ⅲ 串化器技術(shù)可以通過同軸電纜傳輸視頻數(shù)據(jù),雙向控制信號(hào)和電源。輸入電壓范圍是4~36V。
下圖是此參考設(shè)計(jì)的系統(tǒng)框圖,利用加串器DS90UB913A-Q1、寬電壓輸入電壓降壓器LM53600-Q1、低輸入電壓降壓器TPS62261-Q1、LDO LP5907-Q1 和ON的傳感器及圖像信號(hào)處理器(ISP)。
圖三 – TIDA-01003設(shè)計(jì)系統(tǒng)框圖
從系統(tǒng)功能框圖可以看出,在此應(yīng)用上主要有以下幾大產(chǎn)品部分:
1.寬輸入電壓的降壓器:把PoC傳過來DC電壓降為3.3V,供后級(jí)電源用,在現(xiàn)實(shí)使用,PoC上的電壓有很大差別,從7~24V都可以1)、商用車的24V電池電壓,設(shè)計(jì)中直接利用電池電壓給到PoC;2)、乘用車12V電池電壓系統(tǒng);3)在解串單元那邊就對(duì)電池電壓進(jìn)行穩(wěn)壓,有升有降,如乘用車,有的利用升降壓穩(wěn)在12V,有的也把電壓降到9V等。因?yàn)镮SO7637測(cè)試要求,12V電壓輸入會(huì)要求耐壓36V,24V電壓輸入會(huì)要求耐壓60V。針對(duì)性介紹幾款TI的同步降壓穩(wěn)壓器產(chǎn)品:
· LM53600-Q1:
· 寬運(yùn)行輸入電壓范圍:3.55V 至 36V(瞬態(tài)電壓最高達(dá) 42V)
· 最大電流負(fù)載:650mA (LM53600-Q1),1000mA (LM53601-Q1)
· 提供擴(kuò)展頻譜選項(xiàng)
· 2.1MHz 固定開關(guān)頻率
· 具有可濕性側(cè)面的 10 引腳 3mm x 3mm 小外形尺寸無引線 (SON)
· TPS560430-Q1(New):
· 輸入電壓范圍:4V 至 36V
· 最大電流負(fù)載:600mA
· 2.1MHz 開關(guān)頻率
· SOT-23-6 封裝2.90mm × 1.60mm
· 集成同步整流,內(nèi)置補(bǔ)償功能,便于使用
· LMR36006-Q1(New):(這個(gè)是針對(duì)24V乘用車電壓,耐壓要求高達(dá)60V)
· 輸入電壓范圍:4.2V 至 60V
· 最大電流負(fù)載:LMR36006-Q1 (600mA) LMR36015-Q1(1.5A)
· 400KHz,2.1MHz 開關(guān)頻率可選
· 擴(kuò)頻調(diào)頻功能
· 2.00mm x 3.00mm VQFN-HR(12)
· HotRod? 封裝可以實(shí)現(xiàn)低EMI 和最少的開關(guān)節(jié)點(diǎn)振鈴
· TPS62172-Q1:(用于前端已經(jīng)帶穩(wěn)壓功能的電路)
· 輸入電壓范圍:3V 至 17V
· 最大電流負(fù)載:500mA
· 開關(guān)頻率典型值高達(dá)2.25MHz
· 2 × 2mm WSON-8 封裝
2.低輸入電壓的降壓器:(主要是供電壓給串化器和ISP)
· TPS62261-Q1:
· 輸入電壓范圍:2V 至 6V
· 最大電流負(fù)載:300mA
· 開關(guān)頻率典型值高達(dá)2.25MHz
· 2x2mm TSOT23-5
· TPS62242-Q1:
· 輸入電壓范圍:2V 至 6V
· 最大電流負(fù)載:600mA
· 開關(guān)頻率典型值高達(dá)2.25MHz
· 2x2mm SON/TSOT23
3.低噪聲的LDO:
· LP5907-Q1:
· 輸入電壓范圍:2.2V 至 5.5V
· 輸出電流:250mA
· 電源抑制比 (PSRR):1kHz 頻率時(shí)為 82Db
· 無需噪聲旁路電容
· 1.00mm x 1.00mm X2SON封裝
· TLV702-Q1:
· 輸入電壓范圍:2V 至 5.5V
· 輸出電流:300mA
· 高電源抑制比(PSRR):頻率1kHz 時(shí)為68Db
· 1.50mm × 1.50mm WSON封裝
· TLV710-Q1:(雙路LDO可以同時(shí)替換LDO和低壓降壓穩(wěn)壓器)
· 輸入電壓范圍:2V 至 5.5V
· 輸出電流:550mA(雙路合計(jì)最大值)
· 高電源抑制比(PSRR):頻率1kHz 時(shí)為70Db
· 1.5mm × 1.5mm SON-6封裝
4.加串器
·DS90UB913A-Q1:
·25MHz 至 100MHz 輸入像素時(shí)鐘支持
·可編程數(shù)據(jù)有效載荷:
a.10 位有效載荷,高達(dá) 100MHz
b.12 位有效載荷,高達(dá) 75MHz
· DS90UB933-Q1:(相比參考設(shè)計(jì)的DS90UB913A-Q1,更推薦更高的并行時(shí)鐘的DS90UB933-Q1)
· 支持 37.5MHz 至 100MHz 輸入像素時(shí)鐘
· 可編程數(shù)據(jù)有效載荷
a.10 位有效載荷,高達(dá) 100MHz
b.12 位有效載荷,高達(dá) 100MHz
· 5.00mm × 5.00mm WQFN
· 能夠驅(qū)動(dòng)長達(dá) 15m 的同軸或屏蔽雙絞線 (STP) 電 纜
· DS90UB953-Q1:(MIPI CSI)(對(duì)應(yīng)參考設(shè)計(jì)TIDA-020000)
· 4.16Gbps 級(jí)串行器支持高速傳感器包括全高清1080p 2MP 60fps 和 4MP 30fps 成像器
· 符合 D-PHY v1.2 和 CSI-2 v1.3 標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)接口
a. 多達(dá) 4 條數(shù)據(jù)通道,每通道速率為 832Mbps
b. 支持多達(dá)四個(gè)虛擬通道
· 小型 5mm × 5mm VQFN 封裝
· 1.8V 單電源
· 支持單端同軸或屏蔽雙絞線 (STP) 電纜
在實(shí)際的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,還要需要ESD防護(hù),電壓穩(wěn)定性監(jiān)控,來保證傳感器、圖像信號(hào)處理器和加串器的穩(wěn)定工作,還會(huì)額外加上ESD保護(hù)器件在差分線和電壓監(jiān)控在3.3V系統(tǒng)上。對(duì)此我們的推薦是TI如下器件:
1.ESD 管
· TPD2E001:適用于高速數(shù)據(jù)接口的低電容、2 通道 +/-15kV ESD 保護(hù)陣列
2.電壓監(jiān)測(cè)芯片
· 2.90 mm × 1.60 mm SOT-23(3)封裝
· 2.5 V, 3 V, 3.3 V, 5 V電壓監(jiān)控
· 200ms 上電延遲
· TPS3809-Q1: 具有低電平有效推挽復(fù)位功能的汽車小尺寸3 引腳電壓監(jiān)控器
評(píng)論