模拟芯片巨头德州仪器亮相进博会!展示汽车电子、机器人等最新科技

2023-11-12 10:47:30 来源:EETOP 作者:ssywtt

在新能源汽车、智能网联汽车和机器人技术的推动下,汽车电子及机器人领域正在快速发展。根据市场研究机构的数据,中国汽车电子及机器人领域的市场规模正在不断扩大。预计未来几年,随着新能源汽车和智能网联汽车的普及,市场规模还将继续快速增长。虽然中国汽车电子及机器人领域的市场竞争激烈,但同时也存在着不少机遇。德州仪器通过提供高品质的产品和服务,以及不断创新,进一步扩大在中国的市场份额。

同时随着人工智能物联网、云计算等技术的不断应用,汽车电子及机器人领域的技术创新将会更加活跃。这也将为德州仪器带来更多的商业机会和挑战。

 产业环境上,我国也一直在鼓励新能源汽车、智能网联汽车和机器人技术的发展,

汽车电子及机器人领域在中国未来的市场前景非常广阔,市场规模也将继续扩大。然而,德州仪器将不断加强技术研发和创新,提高产品和服务质量,以适应市场的变化和挑战。

在本次的上海进博会上,小编就带领大家一起了解一下德州仪器所带来的关于汽车电子及机器人领域的精彩分享。

 

汽车电子篇

 德州仪器中国区汽车电子Tier1事业部总经理沈颖洁女士为我们带来了德州仪器在汽车领域布局方面的分享。

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德州仪器在汽车领域拥有数十年的经验,并凭借模拟和嵌入式创新技术,助力实现更安全、更智能的汽车系统。目前,德州仪器拥有超过7,000种车规级产品,并不断加强新产品推进的速度,全方位覆盖汽车电子系统的各个领域,及时回应市场趋势和需求,帮助打造更加安全、高效且互联的驾驶体验。

 汽车电子应用划分为四个不同的细分领域:混合动力、电动和动力总成系统、高级驾驶辅助系统、车身电子装置和照明以及信息娱乐系统。

 

动力系统

首先聚焦电动汽车的“心脏”,也就是电动汽车的动力系统部分。在全球大力推动汽车电气化发展的趋势下,半导体技术对于优化汽车性能、加快开发速度以及提供性价比更高的电动汽车起着关键作用。德州仪器具备高压电源、工业和汽车设计方面的专业知识,能够满足客户跨系统设计的需求,并设计出更安全、续航里程更长的电动汽车动力系统。

安全可控

在提高安全性方面,德州仪器具备出色的高性能器件,能够承受高压瞬态和热插拔事件,从而提高系统可靠性并保持电磁兼容性。此外,大家知道功能安全在动力系统中也至关重要,因此德州仪器在功能安全方面提供完整的文档和设计资源,帮助工程师更快地完成安全认证和简化安全认证流程。

高级辅助驾驶ADAS

接下来是高级驾驶辅助系统(ADAS)部分。ADAS的目标是减少人为错误,实现更智能化、自动化和安全的驾驶体验。随着汽车安全系统的不断发展,德州仪器为市场和客户提供了一系列的解决方案。

 在驾驶辅助系统中,安全性是至关重要的部分。因此,德州仪器为功能安全工程师提供完整的文档和资料,帮助他们更快地完成功能安全认证并满足车规认证的需求,从而简化整个认证流程。

车身电子装置和照明系统

然后是德州仪器关于车身电子装置和照明系统的创新。车辆的车身电子装置和照明系统为驾驶员、乘客以及车外的人提供了舒适度和便利性。从区域和车身域控制器、加热和制冷系统到汽车照明和汽车车身电机以及后视镜,德州仪器都可以提供专业技术,满足不断变化的设计需求。

 同时,我们的创新技术不仅让驾驶员可以体验更互联的娱乐系统,在进行互联的设计之外,我们也保持了对道路安全的关注,为车外的行人和道路安全部分做了一些设计和应用案例。在进行汽车照明设计时,大家可以看到现在路上跑动的车辆的大灯、头灯和尾灯的设计都变得非常酷炫。德州仪器可以为汽车的照明系统提供更智能、更低功耗并且更高效率的解决方案,从而提高产品的可靠性、工作效率并防止产品过热,从而延长整个照明系统的寿命。

信息娱乐系统

信息娱乐系统是在大家驾驶汽车或者乘坐汽车时会用到的,与驾驶体验息息相关。德州仪器通过汽车互联以及信息娱乐系统,包括数字驾驶舱、抬头显示和高端音响领域的创新产品和解决方案,提供与消费类电子产品相媲美的声音和显示质量,打造出色的车载体验。包括显示的画质、音响的音质,这些都给驾驶员和乘客提供了很好的驾驶体验。在信息娱乐系统中,安全也非常重要。德州仪器能够提供一系列文档,帮助客户的设计能够简化汽车功能安全认证的过程,也可以更快地满足国际标准化组织 (ISO) 26262 要求,并达到汽车安全完整性等级 ASIL D。

 

德州仪器在电源管理方面的优异表现

 下一代电动汽车已经成为日常生活中的一部分,德州仪器将重点放在电池管理系统的优化和升级上。BQ79718-Q1电芯监测器和BQ79731-Q1电池包监测器能够可靠、精确地测量电池电压、电流和温度,进而有效确定车辆的真实续航里程、延长电池包的整体寿命并提高其安全性。这些监测器搭配德州仪器的MCU(AM263P系列处理器产品)可支持AI的分析软件,以实现充电状态和健康状态的预测性分析,提高整个电池监控的准确度,影响电池的使用寿命和续航里程。

 除了电池管理系统解决方案之外,德州仪器还展示了牵引逆变器解决方案。车载充电器、直流/直流的变换器等完整的解决方案也是整个电动汽车动力系统中保证安全性、续航里程和提高充电速度的关键部分。

 在如何将每辆汽车的安全性和自主性提升到更高水平方面,德州仪器的产品和技术亮点主要体现在感应、通信和处理三个方面。感应包括毫米波雷达方案、激光雷达方案、摄像头方案等;通信方面,随着车辆对于外部的瞬时识别和瞬时响应要求的提高,需要不断提高通信的传输速率和数据吞吐量,德州仪器提供了FPD-Link™加串解串产品以满足自动驾驶系统对于数据吞吐量不断提高的需求;处理方面,德州仪器在汽车处理器产品上已经积累了超过25年的经验,并推出了多款处理器产品,如基于Jacinto™架构的TDA4x处理器等。

 此外,德州仪器也提供了一系列完整的参考设计,包括混合动力、电动和动力总成系统的高级驾驶辅助系统、车身电子装置和照明以及信息娱乐系统等。这些参考设计可以帮助客户更快地开发出符合其需求的解决方案。

 

未来车辆架构发展趋势:

 尽管ADAS功能已具备,车辆架构仍对整个系统产生影响。目前,车辆架构不断更新,从分布式处理器架构到域控概念演进。在汽车电气化、智能化和网联化的发展趋势下,车辆架构得到不断更新。在此过程中,芯片创新及其技术至关重要。未来车辆架构中,将有几个重要的技术应用领域,首先是传感器和高速通信接口,为未来汽车架构提供重要支持。

 

与软件定义的车辆建立连接:

 近年来,“软件定义汽车”成为高频词汇,消费者期待车辆融入数字生活。未来的全新连接,包括自动化和个性化需求,将更多地通过软件实现。半导体技术和创新服务于软件定义,分为区域架构和卫星架构变革、配电架构系统变革。德州仪器能够提供从连接接口到电源管理的创新技术和产品,包括整套解决方案,实现实践域控和卫星架构。同时,电子保险丝融入域控中,处理和数据通信能力要求提高。

未来德州仪器将打造更加安全的下一代汽车。借助感知、通信和处理技术提升智能安全性能;通过更智能的电池管理系统推动电气化发展;利用传感器、处理器、FPD-Link和以太网设计面向未来的车辆架构;借助软件定义的车辆与传感器、配电、处理和数据通信建立连接。德州仪器作为全球性的半导体创新技术制造企业,深知半导体技术在未来汽车发展中承担重要责任,将继续借助最新的半导体创新技术和产品,助力打造更智能、更安全的车辆。

 

机器人篇

德州仪器中国区技术支持总监师英在本次进博会上也为我们分享了机器人发展、趋势、技术,及其德州仪器对目前广泛机器人领域各环节的全方位支持。

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电机控制:包括使用德州仪器的C2000和Sitara MCU单片机、门极驱动器和氮化镓功率器件等来完成精准、高效、功率密度持续提升的电机的控制方案。

从计算的角度来看,早期的装配机器人主要依靠预设的固定程序来精准重复执行一系列动作,而并未涉足AI深度学习技术。然而,现代机器人正逐渐融入人工智能,为了满足这一需求,我们需要一个强大的处理器,该处理器需具备深度学习AI功能,以识别并感知环境中的各种参数,如障碍物、图像形状、颜色等信号进行分析和运算。

 虽然AI最初是在云计算中得以应用,通过将现场数据传输至云端,借助服务器的大量计算能力来执行AI运算,但在工业领域中,这种方式的延迟可能无法满足大部分工业应用的需求。因此,我们提倡边缘计算,相对于云计算,边缘计算是指将AI运算任务放在设备本地进行。

 以机械臂为例,我们可以在机械臂上安装摄像头,以对操作对象以及周围环境、障碍物、人员存在和行为做出判断。由于这种计算是在设备本地完成的,我们将其称为边缘计算。随着对机器人人工智能的要求不断提高,我们需要更强大的计算能力。德州仪器在TDA4系列处理器中提供了从1个tops到2个tops,直至单片32tops的边缘计算AI处理器

 

人工智能AI):早期机器人通过输入固定程序完成动作,现代机器人越来越多地使用AI,需要强大的处理器深度学习功能来识别和感知环境中的各种参数。

边缘计算:在设备端本地完成AI运算,以减少数据传输的延迟。

 

传感器:用于感知现场的障碍、人、机器人、焊枪等对象的行为和运动,包括摄像头、毫米波雷达等。

 

作为AI的一部分,这些感知信息构成了它思考的大脑。而大脑所需要思考的素材主要来源于传感器。最常见的传感器是摄像机,德州仪器应用方案中有一个DMS的展品。DMS是用来监控汽车司机的,如果司机在摄像头前闭上眼睛一段时间,系统会认为司机在打瞌睡。这就是使用摄像头进行物体检测的一种方式。

 另一种常见的传感器是毫米波雷达。在早期的技术中,这种雷达使用的是其他较低的频段。但现在,在工业和汽车领域,大多数毫米波雷达都工作在60GHz或77GHz的频段。这种雷达可以准确地感知非常微小的运动。使用毫米波雷达,我们可以很好地检测物体的存在和微小运动,甚至能捕捉到我们呼吸时身体的变化。德州仪器可以提供非常成熟且性价比高的毫米波雷达传感器。此外,德州仪器还有超声波、温度、电流等各种各样的物理量传感器。

对传感器的要求是不断提高其感知精度,并对微小信号的变化具有高度敏感性。同时,和其他半导体器件一样,我们也追求不断提高能量效率,即降低功耗。

 

通信:机器人系统各子系统或部件之间需要高速、准确、实时的通信,以确保信号的完整性和实时性,并确保通信过程中的信息安全。

 

各类领域机器人的应用

谈及各领域中的机器人应用,工厂自动化和效率提升是重要趋势。在工厂中,各种类型的机器人被广泛应用,如自动化机械臂、重复性劳动机器人、协同机器人和运输机器人。这些机器人正变得更为灵活、智能和安全,它们助力工厂自动化效率提升,降低生产成本,提高生产效率。

在进博会的展台上,德州仪器展示了一款工业机器人。这款机器人是客户Techman生产和制造的,其采用了德州仪器的技术和芯片

这款机器人装载了德州仪器的IWR6843毫米波雷达传感器。该传感器工作在60GHz到64GHz频段,采用单芯片智能毫米波传感器技术。它具有多天线结构、四发三收的特点,并集成了毫米波雷达的数字处理滤波和点云计算功能。

此外,该毫米波雷达获得了IEC 61508 SIL-2认证,这是工业领域中最通用的国际电工协会规定的工业功能安全标准。德州仪器还为IWR6843的开发提供了丰富的开发工具、开发板和易于开发的文档。

这款工业机器人的核心处理器采用了德州仪器的TDA4处理器,已被广泛应用于需要人工智能深度学习运算能力的工业和汽车应用场景中。它是一个多达8核的Cortex-A72多核异构处理器,除了多达8个Cortex-A72核心外,还有4个R5F内核,这些MCU的核均符合功能安全的最高等级标准。

TDA4处理器单片集成了AI算力深度学习的能力,从8tops到16tops,32tops有各种不同AI算力的组合。同时它有8个端口的符合TSN标准的千兆以太网的交换机和4个PCle交换机。

总之,实现无缝工厂自动化和更高效率是当前的重要趋势。德州仪器提供了各种技术和芯片,助力这一目标的实现。

 

德州仪器与其在中国产业链上的小伙伴们

 

德赛西威

德赛西威1986年在广东惠州成立,深耕汽车电子领域已有37年的历史。在与德州仪器自Jacinto 6系列开始,便在处理器方面展开合作。基于J6开发的环视及泊车辅助系统已达到百万级出货量。2021年,德州仪器与德赛西威在全球范围内率先发布基于Jacinto 7的TDA4VM处理器所开发的智能驾驶辅助域控制器,并成功获得国内首张车辆域控制器功能安全ASIL D产品认证证书。今年4月,双方在AM62A研发初期即开始前视摄像头产品的深度合作开发。此次进博会,德州仪器与德赛西威再次携手发布基于Jacinto和Sitara产品线的新品所开发的高速自动导航辅助驾驶解决方案,彰显了双方合作的深化和创新。

德赛西威IPU02 Pro行泊一体域控制器采纳了德州仪器Jacinto最新一代J7处理器TDA4VM处理器以及来自Sitara最新发布的AM62A处理器。TDA4VM处理器系列基于Jacinto7架构及德州仪器在ADAS处理器市场上十多年的先进地位所积累的广泛市场知识而构建,面向ADAS和自动驾驶车辆应用。该处理器以业界卓越的功耗/性能比为基础,通过深度学习算法提供高性能计算,使支持集中式ECU或独立传感器中多种传感器模式的高级汽车平台实现可扩展性,并提供更低的成本。AM62A处理器作为Sitara汽车级异构Arm处理器系列的扩展,具备嵌入式深度学习、视频和视觉处理加速、显示接口及广泛的汽车外设,专为一系列成本敏感型的汽车应用打造,包括驾驶员和车内监控系统与下一代电子后视镜系统。

 

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 经纬恒润

作为经纬恒润的主要供应商,德州仪器为经纬恒润在中国市场的发展和增长提供了丰富的产品组合,双方在抬头显示、雷达、智能驾驶域控制器和后视镜一体机,以及车身电子、HEV/EV和车载信息娱乐等多个领域有着紧密合作。在过去的合作经历里,我们有着无数成功案例和共赢项目,具体应用在了后视镜一体机DMS/OMS、车身电机和域控制器、电动座椅、汽车门禁和安全系统、动力转向、汽车增强现实抬头显示、远程信息处理与网关、ADAS域控制器和雷达等等。

 此次经纬恒润带来的智能感知内后视镜、4D毫米波雷达和行泊自动驾驶域控制器产品分别采用了德州仪器Jacinto™、Sitara™和Radar技术在智能座舱、自动驾驶等领域的产品。德州仪器利用先进的技术优势助力客户成功。德州仪器Jacinto™7系列产品为用户提供了单芯片0~32T的算力,拥有高可拓展性,其强信息安全的技术优势能够加速ADAS技术的大众化和普及化。德州仪器AM62A系列MPU可支持2TOPS,拥有低功耗和高性价比等特点,同时,内置ISP且支持多路摄像头输入。此外,德州仪器AWR2944汽车毫米波雷达传感器在助力客户实现尺寸减小的同时,能够提升系统分辨率。大幅度提升车辆的感知能力和安全性。

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高创运动

高创运动控制公司于1987年在以色列成立。并于1991年最早发布了全数字化的伺服驱动器,包括伺服运动控制器都是很早地开始涉及这些领域。2017年被美的集团收入麾下,后来变成了美的的全资子公司。高创运动控制公司与德州仪器在机器人领域达成了深度合作,进一步补充了美的机器人产业链。双方在自动化领域的追求突破与中国高端制造业快速发展的决心不谋而合。德州仪器凭借其技术优势,为高创的工业机器人提供了高性能、高可靠性和多协议支持的解决方案。今天发布的新型多轴伺服驱动平台就是双方合作成果之一,针对机器人领域对电控柜体积和多轴同步控制要求逐渐提高的痛点难点,德州仪器提供了 Sitara™ MCU 以及 C2000™ 系列 DSP 芯片,实现了高可靠性的实时控制和灵活轴数配置。

德州仪器在机器人领域拥有深厚的专业知识和丰富的经验,能够支持和解决机器人开发人员在工业机器人、移动机器人和协作机器人研发过程中的各种挑战。高创运动相信,利用德州仪器的精确电机控制、边缘处理计算技术、智能传感和先进的实时通信创新技术,这款新型多轴伺服驱动平台将为客户带来更高的效率、更低的成本和更好的体验,助力工业智能化的发展,创造更美好的世界。

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中国中车

这次中车电驱带来的新品是电机控制器的主控平台,这款电机控制器采用了德州仪器的TMS320F280039作为主控芯片,专门为A00级以及A级别车打造,覆盖的动力范围主要是包括了40kW-170kW。这款控制器的特点有以下几个特点:第一,布板紧凑,可以用很小的板面积来覆盖电驱所需要的功能;第二,这款芯片是符合ASIL-B的标准,为ASIL-B的产品提供了很好的基础;第三,现在市场竞争比较激烈,这款产品使用得硬件功能比较少,所以它的性价非常高。

德州仪器与中车株洲电力机车研究所及其子公司中车时代电气有着超过15年的合作历史。我们合作的领域涉及轨道交通、新能源装备、汽车与工业三大产业集群,覆盖轨道交通、新能源发电、汽车电驱、工业电气、海工装备等多个领域。

 

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德州仪器将持续致力于帮助客户设计面向当今和未来的车辆架构。目前,德州仪器已经拥有超过7,000种车规级产品,并且正在不断加强新产品推进的速度。为了支持客户加快研发和上市步伐,德州仪器基于广而全的产品技术和系统知识,在ADAS、信息娱乐与仪表组、车身电子元件与照明和混合动力、电动和动力总成系统这四个重要汽车电子细分领域不断创新,为客户提供系统级的解决方案。


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