提升 ADAS 应用功能与安全的多样解决方案

随着自动驾驶技术的不断进步,高级驾驶辅助系统 (ADAS) 的作用和重要性正在不断扩大。ADAS不仅增强了驾驶体验,而且在减少交通事故、提高驾驶安全性方面发挥着关键作用。为了进一步提升ADAS的功能和安全性,该领域正在引入一系列先进技术和解决方案。这些创新解决方案涵盖传感器技术、数据处理和分析、人工智能 (AI) 以及网络连接等各个领域,目标是实现更准确的环境感知、简化数据处理,为驾驶员提供值得信赖的决策支持。本文将深入研究这些多样化的ADAS解决方案,同时探讨Murata (村田制作所) 提供支持这些技术进步的相关解决方案。

高度自动化的ADAS应用与架构

ADAS通过多种传感器和高新数据处理技术,提供实时的环境感知、驾驶员辅助和自动化驾驶功能。ADAS的主要应用包括自动紧急制动(AEB)、车道偏离警示(LDW)和车道保持辅助(LKA)、自适应巡航控制(ACC)、盲点监测(BSM)、交通标志识别(TSR)、停车辅助(PA)等,涵盖相当多样的汽车自动化功能。

ADAS在架构上包括传感器层、数据处理层和决策执行层三个主要部分。传感器层则包括摄像头、雷达、激光雷达(LiDAR)、超声波传感器,数据处理层则涵盖电子控制单元(ECU)与高性能处理器,在决策执行层则有软件算法、执行机构。

ADAS的应用和架构旨在通过高新技术手段,实现效果更优的驾驶辅助功能,为驾驶员提供安全、便捷的驾驶体验,并为未来的全自动驾驶奠定基础。

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ADAS推动半导体产业迅速发展


ADAS应用涵盖了多种电子零部件和半导体元器件,以支持其传感、数据处理和决策执行的功能。ADAS中常见的半导体元器件和电子零部件产品包括图像传感器、雷达、激光雷达(LiDAR)、超声波传感器等传感器器件,以及微控制器(MCU)和微处理器(MPU)、图形处理器(GPU)、专用集成电路(ASIC)和现场可编程门阵列(FPGA)等数据处理器件,还有车载网络芯片、无线通信模块等通信器件。此外还有电源管理IC(PMIC)、稳压器等功率管理器件,以及DRAM、闪存等存储器件。这些半导体技术的发展和创新,将进一步推动ADAS功能的完善和普及。

安全是高级驾驶辅助系统(ADAS)的应用中的一个重要考虑因素,维持系统的可靠性和安全性,需要集成专门的电子器件和技术,像是电容器、EMI保护、功能器件等,这些产品则是Murata的强项,以下将介绍Murata所能提供的相关解决方案。

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满足ADAS电子控制单元的多种需求

Murata以其专为高级驾驶辅助系统(ADAS)应用量身定制的全面电子器件产品组合而闻名Murata特别专注于ADAS电子控制单元(ECU),提供多种器件选择,包括电容器、EMI保护解决方案和传感器。

Murata的NFM系列陶瓷电容器是3端子低ESL(等效串联电感)片状多层陶瓷电容器(EMI filter),适用于汽车动力总成和安全设备,这些低ESL电容器非常适合电力系统和安全控制设备中的电源去耦。

Murata的NFM系列陶瓷电容器具有低ESL,并针对高频特性进行了优化,这些电容器非常适合用于高速电子设备中的电源去耦,使用低ESL电容器,可以保持与2端子电容器相同的功能,同时减少元器件数量,它们可有效静噪,且符合AEC-Q200标准。

Murata提供多种产品来推动车载网络的发展。其中,代表性产品包括共模扼流圈(CMCC)(一种噪声抑制元器件),以及用于同轴电缆供电(PoC)技术的电感器(将信号线和电源线组合到一根电缆中)。CMCC利用其对高频信号和噪声不同的特性来抑制高频噪声,PoC滤波器则将交流控制信号与通过同一电缆提供的直流电源分开,只允许直流电源通过。。

在EMI静噪滤波器(EMC降噪对策)方面,Murata推出了DL /PL系列共模扼流线圈/共模静噪滤波器。CMCC可应用在差分传输线,适合CAN/CAN-FD/100Base-T1/1000Base-T1/SerDes/A²B™等汽车应用,对于电源线中的共模噪声也很有效。

此外,还有众多可应用于安全系统、CAN / FlexRay、CAN / CAN FD、车载以太网(100Mbps/1000Mbps)、SerDes(PoC)的EMI静噪滤波器产品,这些产品提供了多种选择。

Murata还推出多款汽车PoC电感器,专为ADAS中的摄像头接口中使用的PoC而开发,LQW-F系列电感器以及Murata的丰富产品系列中的其他合适电感器,可以用少量的器件实现宽带Bias-T电路。Murata的全系列汽车PoC电感器阵容包括LQW、LQH、LQM与BLM系列,这些电源线用电感器的尺寸范围广泛,从1.6mm x 0.8mm ~ 12mm见方,具有不同的制造工艺,如金属合金型、铁氧体多层型与绕线型。

其中的金属合金电感器提供从2.0mm x 1.6mm到10mm见方的多种尺寸产品,支持需要大电流和低损耗型的应用。这些电感器采用金属合金磁芯,通过别具特色的制作工艺以及优良品质、高可靠性、高耐久性和低磁芯损耗材料的使用,实现了优效化,所有产品均符合AEC-Q200标准。

SCA3300加速度计是一款数字型3轴加速度计,其性能显着提升,尺寸只有7.6 × 8.6 × 3.3mm(宽×长×高),它提供1.5g、3.0g、6.0g的可选测量范围,该传感器具有多种自我诊断功能,具有杰出的零偏置稳定性,低噪声水平,良好的振动稳固性,并具有集成的SPI数字接口,它拥有出众的机械阻尼特性,工作温度范围为-40 ~ 125℃,只消耗1 mA电流(供给电源为3.0至3.6V时),利用Murata成熟的电容式3D-MEMS技术,显着提高了行业性能。

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丰富的产品线满足 ADAS 传感器应用需求

在ADAS传感器(摄像头、雷达、激光雷达)应用方面,Murata也拥有相当丰富的产品线,包括电容器、EMI保护、功能器件等。

车载市场如今正处于模式转换之中。其中,自动驾驶是尤为引人注目的趋势之一。因此可以辅助进行自动驾驶的传感技术“LiDAR”近年来的需求急剧增加。Murata的硅电容器由于其低ESL特性,将对延长LiDAR的检测距离与提高测量分辨率作出贡献。

硅电容器以其小尺寸、外形薄而闻名,可以放置在激光二极管的附近。它们还可以直接引线键合到激光二极管,从而减少电容器和激光二极管之间的环路寄生阻抗。与陶瓷电容器相比,此功能可发射高输出(100W以上)和短持续时间(约1.5纳秒)的光脉冲。

Murata的标准产品线包括WBSC系列等引线键合硅电容器,其ESL为50pH@SRF,厚度为250µm,WLSC系列提供50pH@SRF的ESL,厚度为100µm,WASC系列提供6pH@SRF的ESL,厚度选项为100µm/250µm。

对于传感器中的EMI遏制方面,可以使用前面提到的汽车PoC电感器,以及金属合金电感器,这两种电感器都具有相当杰出的性能。

在汽车用时钟器件(晶体谐振器/陶瓷谐振器)方面,Murata还拥有丰富的产品线,适用于ADAS(摄像头)、ADAS(雷达)、胎压监测系统(TPMS)、远程无钥匙进入(RKE)、以太网®、无线充电器、NFC(钥匙)、仪表板(一般)、仪表组(数字)、停车辅助系统、环视摄像系统、行车记录仪与电动汽车/混合动力汽车等应用。

此外,Murata还提供用于温度检测的热敏电阻(温度传感器),可防止零件损坏、寿命缩短、变形、烧伤等问题。这些传感器可以用来监测环境温度、控制风扇速度,或是在进行迅速充电期间维持工作温度范围。热敏电阻还可用于过流保护,遏制异常电流,避免工厂自动化(PLC)中因装配错误、意外零件损坏和误接线而导致的短路。此外,热敏电阻也可用于校正半导体等产品的温度特性曲线,像是半导体传感器的输出变化、金属电阻器的物理变化,以及LED的额定变化等。

热敏电阻广泛用于汽车应用,像是汽车电气化中的逆变器、BMS(电池管理系统)、OBC(车载充电器)、DC-DC转换器、发动机ECU、汽车互联应用中的TCU(远程信息处理控制单元)、IVI(车载信息娱乐系统), ADAS、APA(自动停车辅助)、激光雷达(LiDAR)、雷达、感应摄像头,它们还用于汽车的车身/底盘/安全应用,包括汽车照明、EPS(电动助力转向)、PKE(无源无钥匙进入系统)/TPMS(轮胎压力监测系统)、网关/车载局域网等。

Murata的热敏电阻包括NTC热敏电阻与PTC热敏电阻(POSISTOR)。NTC热敏电阻是电阻随着温度升高而减小的器件,而PTC热敏电阻是电阻值会随温度的升高而增大的器件,可实现如温度检测,电路电流限制等应用。

Murata的NTC热敏电阻使用高精度、高灵敏的端子,有表面贴装型、引线型等多种型号,用于遏制浪涌电流、温度补偿等,有片状、引线型等产品系列。POSISTOR PTC热敏电阻则由陶瓷材料制成,具有杰出可靠性及性能。

Murata齐备的热敏电阻产品线不仅涵盖了不同的封装形式(表面贴装型,引线直插型),同时也覆盖了用于不同应用的产品如过电流保护用,过热保护用以及突入电流遏制用。

结语

随着汽车行业的发展,高级驾驶辅助系统(ADAS)技术以提升至关重要功能与安全性为要务。通过集成尖端的传感器技术、强劲的数据处理能力和优效的通信系统,ADAS系统更加擅长准确的环境感知并提供值得信赖的决策支持。

此外,实施冗余设计、利用高可靠性器件,以及集成周到的安全措施,对于确保ADAS系统在不同驾驶条件下的稳定性和安全性至关重要。本文重点介绍的Murara解决方案系列器件齐备,可以满足汽车ADAS应用中对安全性与功能性的严格要求。

有关所提到的特定产品的更多详细信息或其他信息,我们建议联系Murata与艾睿电子以获得专家指导和支持。

文章来源:艾睿电子

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