迄今為止，車(chē)載創(chuàng)新的很大一部分可歸因于現(xiàn)代電子產(chǎn)品的使用，包括半導(dǎo)體。行業(yè)專(zhuān)家認(rèn)為，未來(lái)，電子元件將占所有汽車(chē)創(chuàng)新的90%，并可能繼續(xù)在汽車(chē)半導(dǎo)體市場(chǎng)產(chǎn)生強(qiáng)勁增長(zhǎng)。

該行業(yè)認(rèn)為汽車(chē)電子市場(chǎng)增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力是自動(dòng)駕駛的大趨勢(shì)，即自動(dòng)化或自動(dòng)駕駛汽車(chē)、動(dòng)力總成的電氣化以及車(chē)輛與其他車(chē)輛以及基礎(chǔ)設(shè)施或其環(huán)境的聯(lián)網(wǎng)，這也稱(chēng)為連接。

為了使汽車(chē)制造商及其供應(yīng)商能夠根據(jù)全球大趨勢(shì)實(shí)施即將到來(lái)的汽車(chē)創(chuàng)新，并使車(chē)輛在消費(fèi)方面更安全、更經(jīng)濟(jì)，每輛車(chē)都需要越來(lái)越多的半導(dǎo)體元件。雖然今天的半導(dǎo)體平均每輛車(chē)價(jià)值250美元，但未來(lái)幾代汽車(chē)的半導(dǎo)體總份額應(yīng)達(dá)到每輛車(chē)2000美元。對(duì)于自動(dòng)駕駛功能，根據(jù)級(jí)別（1至5），價(jià)值高達(dá)1000美元的半導(dǎo)體將成為必要。

作為為各個(gè)領(lǐng)域的特定發(fā)展創(chuàng)造新可能性的創(chuàng)新和強(qiáng)大半導(dǎo)體解決方案的制造商，ADI公司（ADI）正在從不斷增長(zhǎng)的汽車(chē)半導(dǎo)體份額中獲益。因此，該公司在汽車(chē)領(lǐng)域的收入在2018年達(dá)到近10億美元，占總收入的16%。ADI在歐洲、中東和非洲地區(qū)的汽車(chē)收入中所占份額最大。

自動(dòng)駕駛

自動(dòng)駕駛是真正徹底改變汽車(chē)行業(yè)的大趨勢(shì)之一，其主要目標(biāo)是讓車(chē)輛識(shí)別周?chē)h(huán)境，從而防止事故發(fā)生，優(yōu)化交通流量，讓駕駛員的生活更輕松。

為了使自動(dòng)駕駛汽車(chē)能夠以可靠的方式檢測(cè)其環(huán)境，需要各種傳感器，例如雷達(dá)，光檢測(cè)和測(cè)距（lidar）以及基于攝像頭的技術(shù)，因此這三種可能性中的每一種在不同的天氣和能見(jiàn)度條件下都有缺點(diǎn)。例如，相機(jī)系統(tǒng)的問(wèn)題是在明亮的背光條件下可靠地識(shí)別物體。

相比之下，雷達(dá)傳感器在這些情況下完全獨(dú)立于照明運(yùn)行，但可能會(huì)被證明是有問(wèn)題的，例如在霧中。在具有3級(jí)自動(dòng)駕駛功能的新奧迪A8等車(chē)輛中，需要所有三種技術(shù)來(lái)涵蓋所有可能的情況。

ADI在其Drive360的背景下解決雷達(dá)領(lǐng)域問(wèn)題?采用經(jīng)濟(jì)型28 nm RF CMOS技術(shù)制造的芯片上高度集成雷達(dá)傳感器的自動(dòng)駕駛策略。傳感器具有三個(gè)發(fā)射器通道和四個(gè)接收器通道，并提供更高的射頻性能，可及時(shí)識(shí)別更遠(yuǎn)距離的較小物體。這使系統(tǒng)有更多時(shí)間來(lái)執(zhí)行車(chē)輛干預(yù)或警告。

用于強(qiáng)大長(zhǎng)距離應(yīng)用的雷達(dá)系統(tǒng)，例如高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（例如，自適應(yīng)巡航控制或簡(jiǎn)稱(chēng)ACC）;中等距離，如緊急制動(dòng)輔助、防撞系統(tǒng)、變道輔助和盲點(diǎn)監(jiān)控;并且可以在雷達(dá)傳感器的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)短程停車(chē)輔助系統(tǒng)。

ADI在2018年春季收購(gòu)了總部位于慕尼黑的Symeo，獲得了為汽車(chē)市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)傳感器系統(tǒng)的其他專(zhuān)有技術(shù)，包括軟件和算法。

為了能夠在激光雷達(dá)領(lǐng)域提供創(chuàng)新解決方案，并在未來(lái)鞏固其在汽車(chē)安全系統(tǒng)領(lǐng)域的地位，ADI公司在兩年前收購(gòu)了Vescent Photonics，從而收購(gòu)了激光技術(shù)。通過(guò)這一新增功能，ADI將使激光雷達(dá)技術(shù)更加緊湊和穩(wěn)健，但價(jià)格更低。

數(shù)據(jù)安全

隨著車(chē)輛復(fù)雜性的增加，外部攻擊的危險(xiǎn)也隨之增加。攻擊者可以訪(fǎng)問(wèn)、傳遞、處理、銷(xiāo)毀或操縱數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)安全主題在ADI公司起著關(guān)鍵作用。

大約兩年前，ADI收購(gòu)了Sypris Electronics的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案專(zhuān)業(yè)部門(mén)，以便以最佳方式解決這一問(wèn)題。相關(guān)的硬件和軟件技術(shù)也正在汽車(chē)領(lǐng)域的產(chǎn)品中實(shí)施。

監(jiān)測(cè)生命體征

駕駛時(shí)避免事故和挽救生命的另一個(gè)重要安全方面在于監(jiān)測(cè)生命體征。ADI與B-Secur密切合作，開(kāi)發(fā)了一種解決方案，其中方向盤(pán)內(nèi)置的傳感器持續(xù)記錄駕駛員的生命體征（例如心率或血氧飽和度），并監(jiān)測(cè)駕駛員的健康狀況。通過(guò)這種可能性，可以及早發(fā)現(xiàn)頭暈或即將發(fā)生的心臟病發(fā)作，以便車(chē)輛通過(guò)高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)（ADAS）采取適當(dāng)?shù)拇胧＠纾诔霈F(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題時(shí)，ADAS可以降低車(chē)輛速度或執(zhí)行自動(dòng)緊急制動(dòng)操作。在生命體征監(jiān)測(cè)的幫助下，駕駛員的安全和所有交通參與者的安全可以得到顯著提高。

ADI公司和B-Secur也致力于為汽車(chē)行業(yè)開(kāi)發(fā)生物識(shí)別認(rèn)證技術(shù)。設(shè)想的解決方案將ADI的信號(hào)處理技術(shù)和B-Secur的ECG軟件相結(jié)合，用于生物識(shí)別算法，并實(shí)現(xiàn)駕駛員和乘客的清晰認(rèn)證。借助身份驗(yàn)證技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛訪(fǎng)問(wèn)或信息娛樂(lè)系統(tǒng)個(gè)性化等功能。

微機(jī)電系統(tǒng)IMU傳感器

ADI公司是第一家利用MEMS技術(shù)開(kāi)發(fā)用于高g MEMS傳感器的加速度計(jì)的公司，并在眾多安全氣囊系統(tǒng)中建立了這種傳感器類(lèi)型。ADI目前在該領(lǐng)域的投資集中在采用MEMS技術(shù)的高精度旋轉(zhuǎn)編碼器和慣性傳感器上。這些傳感器表現(xiàn)出非常低的漂移，并與車(chē)輛的定位系統(tǒng)協(xié)同工作。在自動(dòng)駕駛汽車(chē)中，這些傳感器需要更高精度的版本，專(zhuān)門(mén)用于產(chǎn)生可靠的位置信息。

完整的電源管理解決方案

對(duì)于上述第二大趨勢(shì)——?jiǎng)恿偝傻碾姎饣?chē)輛系統(tǒng)的能源效率和可實(shí)現(xiàn)的電能節(jié)約起著主導(dǎo)作用。優(yōu)化的電源管理可以顯著提高節(jié)能效果。這增加了全電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程。

因此，電源管理是ADI公司的重中之重，目前正在通過(guò)車(chē)載能源網(wǎng)絡(luò)耦合解決方案等加以解決。ADI廣泛的產(chǎn)品組合中的示例包括LT8708/LT8708-1雙向降壓-升壓控制器，其效率為98%，旨在用于自動(dòng)駕駛汽車(chē)的冗余板載12 V/12 V網(wǎng)絡(luò)，以及LTC3871，開(kāi)發(fā)人員能夠?qū)崿F(xiàn)用于插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的kW范圍內(nèi)的高效率和動(dòng)態(tài)48 V至12 V轉(zhuǎn)換器。

除此之外，低靜態(tài)電流的半導(dǎo)體對(duì)于實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的電池壽命是必要的。正是在這里，ADI公司可以為必須持續(xù)供應(yīng)的汽車(chē)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)提供解決方案，例如在車(chē)輛停止時(shí)。靜音開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器系列具有2.5 μA靜態(tài)電流和低噪聲，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了業(yè)界的性能極限。可能的應(yīng)用包括無(wú)鑰匙進(jìn)入系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和信息娛樂(lè)系統(tǒng)，以及導(dǎo)航和 GPS 定位。?

電池管理系統(tǒng)

為了使電動(dòng)汽車(chē)具有持久、長(zhǎng)續(xù)航里程和使用壽命，必須通過(guò)非常精確的電池電壓測(cè)量來(lái)精確確定電池的充電和放電限制。通過(guò)收購(gòu)凌力爾特，ADI公司擴(kuò)大了其BMS產(chǎn)品組合，這些產(chǎn)品長(zhǎng)期以來(lái)一直以其卓越的測(cè)量精度而聞名。該測(cè)量精度是通過(guò)使用埋入式齊納二極管作為參考電壓源來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其精度只有在高質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)室儀器中才能找到。具有 6、8、12、15 和 18 個(gè)通道的相應(yīng) BMS 產(chǎn)品已經(jīng)上市，并且已經(jīng)用于混合動(dòng)力和全電動(dòng)汽車(chē)。

信息娛樂(lè)：汽車(chē)音頻總線(xiàn)（A2B）和車(chē)載攝像頭總線(xiàn)技術(shù)（C2B)

在信息娛樂(lè)領(lǐng)域，ADI已經(jīng)確立了自己作為汽車(chē)供應(yīng)商的地位，為未來(lái)指明了方向。例如，該公司與一家歐洲汽車(chē)制造商合作，開(kāi)始開(kāi)發(fā)汽車(chē)音頻總線(xiàn)。?（一2B?），并表明它能夠識(shí)別客戶(hù)的問(wèn)題并提供相應(yīng)的解決方案。

例如，創(chuàng)新和應(yīng)用適應(yīng)的2B技術(shù)允許以高保真質(zhì)量傳輸數(shù)字音頻，同時(shí)降低布線(xiàn)要求，從而將線(xiàn)束的成本和重量降低多達(dá)75%，從而后者反過(guò)來(lái)降低了油耗。一個(gè)2B已經(jīng)被福特等汽車(chē)制造商使用，并且由于其優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)將繼續(xù)變得更加普遍。

汽車(chē)音頻總線(xiàn)專(zhuān)為音頻應(yīng)用而設(shè)計(jì)，例如具有多個(gè)車(chē)載麥克風(fēng)的應(yīng)用，與模擬連接相比，以比當(dāng)前數(shù)字總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)低得多的系統(tǒng)成本提供卓越的音頻質(zhì)量。典型 A2B組是AD2426W、AD2427W和AD2428W收發(fā)器，具有可配置的發(fā)射功率電平。

為了通過(guò)車(chē)內(nèi)的非屏蔽雙絞線(xiàn)電纜和連接器以低成本將高清視頻傳輸?shù)叫畔蕵?lè)系統(tǒng)，ADI公司開(kāi)發(fā)了車(chē)載攝像頭總線(xiàn)技術(shù)（C2B?).第一個(gè)C2BADV7990和ADV7991發(fā)射器以及ADV7380和ADV7381接收器等元件為OEM廠(chǎng)商輕松將現(xiàn)有系統(tǒng)從標(biāo)清攝像頭轉(zhuǎn)換為高清攝像頭創(chuàng)造了條件，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)今車(chē)載攝像頭應(yīng)用的高分辨率和圖像質(zhì)量。

在C的發(fā)展中2對(duì)于組件，ADI公司特別關(guān)注降低電磁干擾（EMI）和提高電磁兼容性（EMC）的技術(shù)。這些組件用于廉價(jià)車(chē)輛，例如，倒車(chē)攝像頭通過(guò)模擬而非數(shù)字總線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行操作。

發(fā)動(dòng)機(jī)噪音的產(chǎn)生

在許多地區(qū)，立法者要求緩慢行駛的混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)生外部可聽(tīng)見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)噪音，以便及時(shí)登記，例如行人。為此，ADI公司提供了基于ADSP-BF706 Blackfin信號(hào)處理器和電動(dòng)汽車(chē)警告聲音系統(tǒng)（EVWSS）固件的解決方案，使汽車(chē)制造商能夠遵守未來(lái)的安全法規(guī)。

展望

展望未來(lái)，ADI看到了傳感器實(shí)現(xiàn)比以前更多目標(biāo)的多種可能性和方法。我想到的一件事是寶馬和其他制造商今天已經(jīng)使用的用戶(hù)界面（HMI）來(lái)響應(yīng)手勢(shì)控制。

其他解決方案（例如駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）解決方案）可以出于安全原因監(jiān)控車(chē)輛內(nèi)部。當(dāng)前的應(yīng)用是將碰撞觸發(fā)安全氣囊的方向調(diào)整為乘客的給定坐姿，以降低受傷風(fēng)險(xiǎn)。駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)有可能成為當(dāng)今的標(biāo)準(zhǔn)車(chē)載應(yīng)用，尤其是在未來(lái)。

特別是在自動(dòng)駕駛中，重要的是要在相應(yīng)的傳感器的幫助下識(shí)別駕駛員在先前放棄車(chē)輛后是否能夠收回對(duì)車(chē)輛的控制權(quán)。

未來(lái)，監(jiān)測(cè)駕駛員和乘客的生命體征將發(fā)揮重要作用，因?yàn)槿绻{駛員因健康原因無(wú)法收回控制權(quán)，3 級(jí)或 4 級(jí)車(chē)輛必須能夠自動(dòng)恢復(fù)到安全狀態(tài)。

趨勢(shì)簡(jiǎn)介

具有相關(guān)信號(hào)處理的多種傳感器、高效電源管理解決方案和經(jīng)過(guò)深思熟慮的總線(xiàn)系統(tǒng)是現(xiàn)代車(chē)輛的關(guān)鍵組件之一。無(wú)論未來(lái)幾代車(chē)輛是否需要進(jìn)一步增強(qiáng)用戶(hù)界面或基于重要參數(shù)的強(qiáng)大駕駛員監(jiān)控，ADI公司都在應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)，并已經(jīng)在開(kāi)發(fā)創(chuàng)新和合適的解決方案。

審核編輯：郭婷