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嵌入式雷達(dá)技術(shù)提高汽車主動(dòng)安全性

作者: 時(shí)間:2014-01-16 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
當(dāng)前,世界各地由于道路交通事故而導(dǎo)致死亡的人數(shù)不斷攀升。據(jù)世界健康組織統(tǒng)計(jì),一年中,124萬(wàn)人死于道路交通事故,交通事故已成為全球第八大人員意外死亡的主要原因。在發(fā)達(dá)地區(qū),汽車被動(dòng)安全系統(tǒng)、安全帶、安全氣囊、撞擊緩沖區(qū)等已經(jīng)成為減少車主和行人死亡和嚴(yán)重?fù)p害事故發(fā)生的基本配置和措施。但即使是在世界上一些發(fā)達(dá)地區(qū)(在那里車輛變得越來(lái)越互連,并為車輛運(yùn)營(yíng)商提供越來(lái)越高的信息水平),分析人士仍然認(rèn)為駕駛員分心是導(dǎo)致人員死亡和嚴(yán)重?fù)p害事故發(fā)生的真正潛在因素,因此,汽車制造商需要改善車輛的自動(dòng)安全系統(tǒng),并且這一需求正逐年增加。

另一方面,當(dāng)全球汽車行業(yè)正在為車輛事故“零死亡率”的目標(biāo)努力時(shí),消費(fèi)者需求和政府立法也在驅(qū)動(dòng)著汽車安全標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn),主動(dòng)型和預(yù)測(cè)型防碰撞安全系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車中越來(lái)越盛行起來(lái)。例如,高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)的增值功能——電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)和后視攝像頭,以及基于視覺(jué)的行人檢測(cè)系統(tǒng)等——正隨著微控制器和傳感器技術(shù)的進(jìn)步而變得可能。此外,基于的增強(qiáng)型嵌入式解決方案也可為ADAS設(shè)計(jì)人員提供互補(bǔ)的安全特性。

全新的解決方案

隨著全球各國(guó)陸續(xù)近期出臺(tái)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī),越來(lái)越多的ADAS系統(tǒng)有望在未來(lái)成為政府強(qiáng)制要求安裝的車輛配置系統(tǒng),如車輛的后視攝像頭和面向商用車的高級(jí)緊急制動(dòng)輔助系統(tǒng)(AEBS)等?;?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/雷達(dá)技術(shù)">雷達(dá)技術(shù)的汽車安全系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)盲點(diǎn)和側(cè)面碰撞檢測(cè),以及中遠(yuǎn)距離的正面雷達(dá)探測(cè)等,以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)巡航控制功能。

以飛思卡爾推出的嵌入式微控制器和專門面向雷達(dá)應(yīng)用的77GHz毫米波集成式電路為例,該典型雷達(dá)模塊由發(fā)射解決方案(Tx)、電壓控制振蕩器(VCO)、三通道接收器IC(Rx)及微控制器(MCU)組成。芯片通過(guò)約 38 GHz的本地振蕩器(LO)信號(hào)連接,通過(guò)串行外設(shè)接口(SPI)總線可獨(dú)立控制每個(gè)芯片。主控制器和調(diào)制主機(jī)是一款帶有集成式高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADCs)的單個(gè)微控制器,并具備適當(dāng)信號(hào)處理功能,如快速 傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)。

憑借Qorivva MPC577xK MCU和MRD2001 77GHz雷達(dá)收發(fā)器芯片組,飛思卡爾推出了新一代基于嵌入式雷達(dá)的產(chǎn)品 。該雷達(dá)收發(fā)器芯片組由一個(gè)VCO(MRD2001VC)、一個(gè)2通道Tx發(fā)射器(MRD2001TX)和一個(gè)3通道RX接收器(MRD2001RX)組成,這些新產(chǎn)品為汽車設(shè)計(jì)提供了完整的嵌入式雷達(dá)系統(tǒng)。同時(shí),該雷達(dá)技術(shù)解決方案進(jìn)一步完善了現(xiàn)有的高性能ADAS系統(tǒng),例如,在嵌入式攝像頭/視頻產(chǎn)品方面——飛思卡爾SCP220x圖像認(rèn)知處理器(ICP)系列和Qorivva MPC5604E MCU——專為高級(jí)視覺(jué)處理而設(shè)計(jì),用于車輛和行人檢測(cè),可滿足汽車制造商對(duì)ADAS解決方案更高的性能要求。

先進(jìn)的系統(tǒng)集成性能

當(dāng)前許多雷達(dá)系統(tǒng)都基于Qorivva MPC5675K MCU——包括外部FPGA、ADC、DAC、SRAM和用于發(fā)射和接收的模擬前端。而全新的MPC577xK MCU可在單一芯片解決方案中支持經(jīng)濟(jì)高效的雷達(dá)系統(tǒng),同時(shí)進(jìn)一步提升系統(tǒng)的性能。

MPC577xK系列在單一356 BGA封裝中提供高水平的數(shù)字和模擬集成,無(wú)需外部FPGA、ADC、DAC和SRAM,實(shí)現(xiàn)了更佳的成本優(yōu)勢(shì),減少了所需組件的數(shù)量、PCB尺寸和軟件復(fù)雜性。

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圖1:雷達(dá)芯片組演變

除了兩個(gè)266 MHz e200z7處理內(nèi)核,MPC577xK MCU還采用了一個(gè)最先進(jìn)的信號(hào)處理工具箱(SPT),包含處理短、中和長(zhǎng)距離雷達(dá)應(yīng)用采樣信號(hào)所需的硬件模塊。SPT是一款強(qiáng)大的處理引擎,通過(guò)特定命令驅(qū)動(dòng)的指令集驅(qū)動(dòng)高性能信號(hào)處理操作。其可編程性可確保在頻繁的硬件任務(wù)調(diào)度中移除CPU時(shí),仍可保持靈活性,控制處理流程并與其互動(dòng)。系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)還包括:易于使用的MCU,帶有集成式FFT加速器;大密度存儲(chǔ)器支持可擴(kuò)展的雷達(dá)應(yīng)用;支持開(kāi)環(huán)和鎖相環(huán)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的靈活性;可控的功耗,可提高效率;幫助滿足功能安全 ISO 26262 ASIL-D目標(biāo)。

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