一文了解增強(qiáng)式 eCall 汽車(chē)設(shè)計(jì)

汽車(chē)應(yīng)用領(lǐng)域的 eCall 設(shè)計(jì)對(duì)于很多工程師來(lái)說(shuō)還是比較復(fù)雜的，今天就聊聊增強(qiáng)式 eCall 汽車(chē)如何設(shè)計(jì)更加最簡(jiǎn)單，分享一些射頻設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和集成解決方案，幫助應(yīng)對(duì) eCall 應(yīng)用中一些嚴(yán)苛的產(chǎn)品挑戰(zhàn)。

什么是 eCall？

e-Call 是歐洲的一種車(chē)輛緊急呼叫系統(tǒng)，可在交通事故中提供快速援助。其目標(biāo)是保障生命安全、減輕傷害以及減少財(cái)產(chǎn)損失。

工作原理：當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，它會(huì)通過(guò)車(chē)輛的傳感器自動(dòng)激活緊急呼叫或 eCall。然后，該系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)打電話給歐洲急救服務(wù)112呼叫中心。將會(huì)有一條電話線接通急救中心，通過(guò)全球定位系統(tǒng)發(fā)送事故確切位置的詳細(xì)信息。接下來(lái)，緊急調(diào)度中心會(huì)向該地點(diǎn)提供適當(dāng)?shù)脑?/p>

自 2018 年起，在歐盟銷(xiāo)售的所有汽車(chē)和貨車(chē)都必須安裝 eCall 系統(tǒng)。其基本理念就是縮短應(yīng)急響應(yīng)時(shí)間，以減少傷亡等事故。

從可靠性角度來(lái)看，eCall 系統(tǒng)必須具有靈活性，因?yàn)楫?dāng)事故發(fā)生時(shí)，電池的電源線可能會(huì)被切斷，電子設(shè)備可能會(huì)斷開(kāi)連接或損壞。因此，需要小型電池之類(lèi)的備用電源，以便 eCall 系統(tǒng)能夠在惡劣環(huán)境條件下有效運(yùn)行。

傳統(tǒng)的緊急呼叫方法

傳統(tǒng)的 eCall 系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法面臨的一些挑戰(zhàn)：

1.FR4-PC 板材料要求精心匹配，從而會(huì)增加插入損耗，降低性能。

2.額外的匹配和電源電路會(huì)提高系統(tǒng)的散熱溫度，從而限制系統(tǒng)的整體性能。

3.當(dāng)針對(duì)不同的天線配置來(lái)配置開(kāi)關(guān)陣列時(shí)，設(shè)計(jì)靈活性就會(huì)受到限制。

4.與非雙卡雙通 (DSDA) 相比，在實(shí)現(xiàn)更高端設(shè)計(jì)模型的通用布局方面，DSDA 的能力比較有限。

解決方案通過(guò)集成應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)

通過(guò)在一些射頻路徑上實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單集成，可輕松地解決復(fù)雜性問(wèn)題。雖然這種方法明顯減少了一些復(fù)雜性、路徑損耗和匹配挑戰(zhàn)，但對(duì)您的設(shè)計(jì)改進(jìn)沒(méi)有多大的幫助。如圖 1中所示，集成一些開(kāi)關(guān)確實(shí)有助于減少匹配，無(wú)需使用許多 GPIO 控制，用更少的 MIPI（MIPI — 移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口）控制來(lái)代替，并減少開(kāi)關(guān)的數(shù)量。這種方法還可以節(jié)省成本，盡管與完全集成的方法相比，實(shí)現(xiàn)的成本節(jié)省非常少。

圖 1：具有一定集成度的 eCall 開(kāi)關(guān)架構(gòu)示例

如圖 2 和 3 中所示，采用完全集成的方法可實(shí)現(xiàn)圖 2 所示集成無(wú)法實(shí)現(xiàn)的更多改進(jìn)。圖2 采用 DSDA 開(kāi)關(guān)選項(xiàng)架構(gòu)，減少了前端匹配和射頻損耗，使用一個(gè) RFFE MIPI 控制，將所有分頻器集成在一個(gè)封裝內(nèi)，并減少了材料成本和設(shè)計(jì)時(shí)間。

圖 2：完全集成的 eCall 開(kāi)關(guān)架構(gòu)示例 — 使用引腳兼容的可選 DSDA (QPC1252Q)

圖 3 所示設(shè)計(jì)與圖 2 類(lèi)似，但未集成 DSDA 開(kāi)關(guān)選項(xiàng)架構(gòu)。然而，它仍需要少量的射頻前端匹配，以提供圖 2 中所示的所有優(yōu)勢(shì)。

圖 3：完全集成的 eCall 開(kāi)關(guān)架構(gòu)示例 — 使用非 DSDA (QPC1251Q) 路由開(kāi)關(guān)

Qorvo 擴(kuò)大汽車(chē) eCall 解決方案組合，以改善緊急通信

Qorvo 面向緊急呼叫 (eCall) 的高性能寬帶天線開(kāi)關(guān)有助于確保在事故發(fā)生后與救生服務(wù)保持連接。利用這些開(kāi)關(guān)，車(chē)輛的主蜂窩信號(hào)能夠自動(dòng)中繼（或熱切換）至未受損的汽車(chē)天線，以尋求幫助。

Qorvo 汽車(chē)系列產(chǎn)品新增了 QPC1220Q 高線性度寬帶雙刀四擲 (DP4T) 天線路由開(kāi)關(guān)，它的工作范圍完全符合 AEC-Q100 2 級(jí)汽車(chē)認(rèn)證要求。它具有高達(dá) +34 dBm 的熱切換能力，非常適用于所有遠(yuǎn)程通信控制單元 (TCU) eCall 和天線路由配置。此外，它還可以減少高達(dá) 1 dB 的插入損耗，從而盡可能提高傳遞到外部 eCall 天線陣列的有效功率，即使在信號(hào)覆蓋受限的區(qū)域，也可以實(shí)現(xiàn)更好的蜂窩和 5G 連接。

靈從電子角度來(lái)說(shuō)，我們的汽車(chē)越來(lái)越復(fù)雜，基本上成為一種新型移動(dòng)設(shè)備。隨著射頻連接基礎(chǔ)設(shè)施日益普及，我們的汽車(chē)將更加安全，彼此之間以及與我們現(xiàn)有無(wú)線生態(tài)系統(tǒng)之間的連接也更加緊密。利用集成式 eCall 開(kāi)關(guān)系統(tǒng)解決方案就介紹這么多吧，想了解更詳細(xì)的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的朋友請(qǐng)點(diǎn)擊閱讀原文。